多功能层层组装黏合膜.doc

多功能层层组装黏合膜高强度的水基黏合膜可以简化黏合过程，如能赋予其更多功能，则可在多个领域具有重要的应用价值。经过二十余年的快速发展，层层组装（Layer-by-LayerAssembly）由于具有制备方法简便、可实现膜组成和结构的精细调控等特点，已成为构筑功能性膜材料不可或缺的方法之一。由于层层组装膜在水溶液中制备、可在大面积非平面基底上沉积等诸多优势使其非常适用于制备水基黏合膜。然而，相关的研究工作主要关注层层组装黏合膜的制备过程，对于如何实现黏合膜多功能集成化的研究鲜有报道。因而，在本论文中，我们利用层层组装膜组成与结构的灵活性，围绕多功能层层组装黏合膜开展了相关的研究工作。在第一章中，概括介绍了黏合现象特别是仿生黏合剂的发展、胶黏剂理论研究现状、层层组装膜在黏合领域的应用以及面临的挑战。概括的说，目前层层组装黏合膜的功能远未被完全开发，限制了层层组装黏合膜的应用前景。因此，本论文针对多功能层层组装黏合膜开展了研究工作。在第二章中，我们提出了制备导电黏合膜的新实验思路。将银纳米线作为构筑基元，制备了兼具导电和黏合功能的层层组装膜，可以作为导电黏合膜使用。银纳米线的引入并不影响层层组装膜的组装以及黏合能力。组装有导电黏合膜的ITO玻璃可以通过水在一定压力作用下黏合，拉伸剪切强度可达~7MPa。由于层层组装膜较薄的特性，导电黏合膜具有令人满意的电导性。这样的思路还可以进一步拓展，实验证明，碳纳米管也可以作为导电填料引入层层组装膜中制备导电黏合膜。在第三章中，参考我们组的前期工作制备了聚烯丙基胺盐酸盐—葡聚糖微凝胶（PAH-DMicrogels）。PAH-D微凝胶外部大量电荷的存在保证了其与透明质酸（HA）的成功组装，在玻璃表面生长后拉伸剪切强度可达6.95±0.92MPa。PAH-D微凝胶内部过量正电荷可以负载带有负电的布洛芬分子。同时还可以获得不依赖于基底存在的大面积自支持膜。负载有布洛芬的自支持膜可以牢固地黏合骨膜，拉伸剪切强度2.69±0.92MPa。自支持膜可同时长效释放布洛芬的特性使得它在器官黏合、组织修复等领域有潜在作用。生物体可通过蛋白质的关键结构——儿茶酚基团实现在水中稳定黏合。在第四章中，通过将儿茶酚/多巴胺接枝在带有相反电荷的聚电解质上并进行层层组装，获得了具有防水功能的黏合膜。制备的防水黏合膜可以在水中和100RH%空气中稳定黏合，拉伸剪切强度大于1MPa。这拓展了层层组装黏合膜的应用。这种设计思路还可以拓展到良好生物相容性的体系中，有望应用于组织修复等领域。