基于微流控技术构建功能材料和化学体系
[Abstract]:Integration and miniaturization is a mainstream trend in the development of science and technology. It embodies the will of people to solve complex problems with the least resources. Microfluidic, a science and technology capable of accurately controlling and manipulating micro-scale fluids, is a multidisciplinary subject involving physics, chemistry, biology and engineering, and has developed rapidly in the past two decades. In this paper, the microfluidic chip technology is used as the platform, which is combined with ionic liquids, organometallic framework compounds and so on to construct various multifunctional microgels, multifunctional vesicles, and photonic crystal composite functional materials. The application prospect of microfluidic technology in the construction of functional materials and chemical systems was studied. The main contents are as follows: firstly, we prepared monodisperse polyionic liquid microgel with controllable size and morphology by using imidazol-based ionic liquids as functional monomers. Imidazole unit can be used as the reaction site in the microgel network and can be converted into the desired functional material effectively through the simple anti-ion exchange reaction. In addition, based on the temporal and spatial controllability of the antiion exchange reaction, we have developed a new strategy to prepare different anisotropic microgels. On the basis of the above, we constructed a double emulsified vesicle structure with internal hollow by changing the structure of microfluidic chip. Based on the characteristics of imidazol-based ionic liquids, ionic liquid microcapsules with intersecting three-dimensional pore structure were prepared. The function of the pore structure switch and vesicle can be changed under the stimulation of external conditions. Finally, its application in protein transcription and translation in vitro was studied. On the basis of the preparation of polyionic liquid functional gels and vesicles by microfluidic emulsification technology, a more complex photonic crystal microsphere was prepared by combining the microfluidic droplet technique with the colloidal particle self-assembly technique. The polyionic liquid reverse opal microspheres were prepared by using this template. The main characteristics of the new photonic crystal microspheres imitating traditional molecules have been studied. In addition, a series of functional tunable MOFs photonic crystal composites were prepared using spherical photonic crystals as host matrix. The special optical properties, molecular recognition characteristics, functional derivation and anisotropy of MOFs materials and photonic crystals are studied. Based on the above work, it is shown that microfluidic technology can provide a new idea and platform for the development of new functional materials and chemical systems.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB34
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,本文编号:2279059
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