一、表面活性劑形成納米結構模板
表面活性劑的親水親油結構使表面活性劑在溶液表面或界面可以進行有序排列,采用不同控制方法可得到不同的分子排列,如圖1所示。

圖1表面活性劑形成的各種模板示意
在表面活性劑濃度大于CMC時,表面活性劑形成膠團,隨著表面活性劑濃度逐漸提高,表面活性劑形成的膠團形狀和狀態也逐漸變化,表面活性劑開始為圓形膠團,然后為棒狀膠團,最后變為層狀膠團,即形成所謂液晶。
大多數表面活性劑為溶致液晶,通過控制液體表面活性劑濃度可以得到不同分子排列狀態的模板。液晶的最大特點是分子定向排列的溶液,因此,表面活性劑在溶液中達到一定濃度時,形成的定向排列可作為納米結構的模板,在模板上進行化學合成,就可以得到納米結構材料。根據表面活性劑濃度對膠團狀態的影響,可通過調節表面活性劑濃度得到不同膠團狀態的表面活性劑溶液,所以,可合成和制備不同結構的納米結構材料。
表面活性劑模板法合成納米結構材料是利用表面活性劑形成的膠團形狀來合成的,其實質如圖2所示,在表面活性劑膠團表面進行材料合成,可得到納米結構膜、納米陣列和納米雜化材料。

圖2液晶模板
在納米結構材料的合成中,最常用的是模板法,而模板性質的不同,影響納米材料的結構。
二、可聚合表面活性劑單體形成模板
有些高分子單體具有親水基團,可以聚合成具有表面活性劑結構的高分子。在聚合前,高分子表面活性劑單體在溶液中形成膠團或有序單分子層,這些分子形成的不同形狀的分子通過聚合得到的是和單體形成的形狀一樣的聚合物,單體本身就是模板。利用高分子表面活性劑單體的這一特性可以合成許多納米結構材料,例如LB膜,親水單分子膜,無機-有機雜化納米結構材料,有機-有機納米結構材料等。如圖3所示,可聚合表面活性劑單體在溶液中形成一定形狀的膠團,在成型后進行聚合,可得到與原始膠團形狀一樣的聚合物。

圖3可聚合表面活性劑定向聚合示意



