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奈米接枝技術

奈米接枝反應是透過化學反應結合奈米微粒與修飾物,以改變奈米微粒表面結構與狀態,來達到表面變性的目的。奈米接枝技術在奈米微粒表面改質中佔有極重要的地位,由於奈米微粒比表面積大,表面鍵態與電子態不同於微粒內部,以及配位不全導致存在大量的鍵結基,這也替奈米微粒表面修飾提供了有利條件。表面化學修飾方法大致可分為

1. Coupling agent (偶合劑): 無機奈米微粒與一般用來表面修飾的有機物通常相容性不好,因此通常需藉由 coupling agent 的幫助。Coupling agent 通常需具有可與奈米微粒表面反應和可與有機修飾物反應的兩種官能基,其中 organo-silane (X-R-Si(OR)3),X 為有機官能基團,是最具有代表性的一種 coupling agent。

2. esterification (酯化反應): 將奈米微粒與醇類反應是為酯化反應,利用酯化反應可改變奈米微粒表面之親疏水性質。

3. 聚合接枝改質: 利用化學聚合反應將高分子接枝到奈米微粒表面來達成表面改質的目的。聚合接枝法可分為

    (1) 以起始劑引發單體直接聚合成高分子鏈在奈米微粒表面。

    (2) 利用化學反應將高分子鏈接枝在微粒表面。

利用表面改質方法可以有效改善或改變奈米微粒的分散性、耐候性、耐久性與表面活性,使奈米微粒產生新的物理、化學與光學特性以適應不同的應用需求。