[研究的主要目的和意义]
纳米复合材料是将两种及两种以上的材料在纳米尺度上复合或通过其它相互作用将另一种纳米材料包覆起来形成的纳米尺度的有序组装结构,是更高层次的复合纳米结构。这种结构可产生单组分无法获得的许多新性能,具有比单一纳米粒子更广泛的应用前景。目前,对这种复合结构纳米材料的制备、表征、性质等的研究正在兴起,呈现出很好的发展势头。纳米复合材料按照复合方式的不同可分为包覆式(又称核壳式)和混合式两大类。核壳式纳米粒子由中心粒子和包覆层组成,因此复合材料的表面活性被壳改变,常表现出不同于模板核的性能,如不同的表面化学组成、较高的比表面积、稳定性的增加、不同的磁性及光学性质等,所以核壳式复合纳米粒子获得了广泛的关注。而且可按照包覆层的形态不同,将核壳式复合材料分为层包覆和粒子包覆,粒子包覆又可以分为沉积型和嵌入型两种。由于结构原因,核壳式纳米颗粒显现出的物理和化学性能与对应的中心粒子完全不同,其性能很大程度上取决于壳层的组成。因此,近年来核壳式纳米颗粒的研究吸引了越来越多的国内外研究学者的注意。[2]
核壳材料因其组成、大小和结构排列的不同而具有光、电和化学等特性,核壳结构纳米复合材料由于独特的物理、化学特性和广泛的应用前景,近年来成为研究的热点。核壳材料一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成。核壳部分可由多种材料组成,包括高分子、无机物和金属等。随着核壳材料的不断发展,其定义变得更加广泛。对于核与壳由两种不同物质通过物理或化学作用相互连接的材料,都可称为核壳材料。核壳材料外貌一般为圆形粒子,但也可以是管状和椭球状等其它形状。[5]包覆在粒子外部的壳可以改变并赋予粒子光、电、磁、催化等特性。例如,改变粒子表面电荷、赋予粒子功能性、增强表面反应活性、提高粒子稳定性并防止核与外部介质发生物理或化学作用等。[3]
根据其核壳材料的组分与组成的不同,通常具有内核和壳层的性能以及核壳单一组分所不具有的新性能。核壳材料一般包括无机/有机,无机/无机,有机/有机,以及空心球、微胶囊等。[1]本试验研究的类型,属于无机/无机材料构成的核壳结构。
核壳纳米结构材料的制备方法主要包括溶胶凝胶法、原位聚合包覆法、异相凝集法、声化学法、乳液聚合法和层层自组装法等,本实验所用到的方法类似于层层自组装法(最好再明确一下每种制备方法的大致过程,再定义本试验研究的方法。查查文献)。层层自组装是近年来出现的一种新包覆方法,为合成新型、稳定和功能化的核壳式纳米材料提供了新的途径。[2]我们首先将核壳结构中心的无孔硅胶酸化,然后吸附一层聚合物电介质,通过吸附将单组分或复合式壳层纳米粒组装在中心颗粒表面,其壳层形成的驱动力是静电引力。壳层生成后,在一定时间内达到饱和,从而保证形成稳定的壳层。[2]
手性化合物的分离是药物分析研究中的重点与难点,近年来有关使用手性介孔材料对手性化合物的分析越来越受到研究人员的密切关注。手性是物质的一项基本属性,它广泛存在于自然界中。设计与合成手性化合物、手性超分子聚集体和手性功能材料已成为自然科学领域一项重要的研究工程。最近十几年,有序介孔材料因其所具有的高比表面积、大孔容、可调孔径、多功能化等优点,受到了科学家们的普遍关注。手性介孔材料是一类高度有序的具有二维六方手性介观结构的多孔材料,自2004年被首次报导以来,我们在这一领域进行了详细而深入的研究工作。[5][6]
目前使用核壳型的手性介孔材料对手性化合进行分离还是材料科学中的一个难点。我们的目标是先合成具有手性吸附的有序介孔纳米粒作为壳层材料,然后将中心无孔硅胶(核),聚合物电介质和介孔纳米粒(壳)组装成更大的球形材料,煅烧去模板后作为柱填充材料改善高效液相色谱柱对手性化合物的分离分析效果。
[拟研究或解决的问题]
1.理解手性介孔材料的含义、在药物分析方面的作用。
2.熟悉核壳结构的常用制备方法、添加的反应物各自的作用、机理。
