Acc. Chem. Res.: 基于聚多巴胺涂层的表面化学
Yolerz Yolerz 2019-03-15

目前已经在表面化学中开发了各种方法来控制固体材料的界面性质,表面化学中的选择规则是表面功能化工具和目标材料之间的兼容性。例如,在贵金属表面上的烷硫醇沉积,被称为自组装单层(SAM)的形成,但却不能在氧化物材料表面上进行,必须选择有机硅烷分子来使氧化物表面官能化。因此,表面化学严格依赖于表面的性质。


聚多巴胺涂层现在通常被认为是几乎任何材料表面功能化的第一个工具。逐层(LbL)组件是一种广泛使用的方法,用于改变通用表面的性质,包括有机材料,金属氧化物和贵金属,以及聚多巴胺涂层。在扁平固体基质上,聚多巴胺涂层和LbL组件的两种化学物质提供相似水平的表面改性。然而,聚多巴胺还有其他独特的特征:1,聚多巴胺涂层对二维或三维多孔材料如MOF,合成聚烯烃膜等有效,因为小尺寸多巴胺及其氧化低聚物很容易附着在材料的窄间距表面,没有空间位阻。相反,LbL组装中使用的聚合物由于其高分子量而由于空间位阻而扩散缓慢。2,它适用于表现出特殊润湿性的结构而非平坦表面,例如超疏水性或超疏油性。3,可以通过热解将不导电的绝缘聚多巴胺层转化为导电层,热解后的产物是N掺杂的石墨烯类材料,其可用于石墨烯或含碳纳米管的复合材料。4,它是用于改造各种复合材料表面性质的合适方法,复合材料中参与组分的表面性质可通过一步法利用聚多巴胺涂层进行统一。5,聚多巴胺层通过在表面上存在儿茶酚醌部分和儿茶酚自由基物种而表现出内在的化学反应性,诸如胺和硫醇盐的亲核试剂自发地与官能化层反应。

 

总之,聚多巴胺涂层的应用呈指数增长,包括细胞培养,微流体,抗菌表面,组织工程,给药系统,光热疗法,光催化剂的固定化,锂离子电池膜,锂硫电池正极材料,油/水分离,水解毒,有机催化剂,膜分离技术,碳化等。中科院Feng Zhou、韩国Seonki Hong与Haeshin Lee团队报道的这篇综述详细地描述了各种聚多巴胺涂层方法,并引入了很多多巴胺的化学衍生物,这将进一步开发与材料无关的表面化学。

 


 Haesung A. Lee, Yanfei Ma, Feng Zhou, Seonki Hong, Haeshin Lee, Material-Independent Surface Chemistry beyond Polydopamine Coating. Acc. Chem. Res., 2019.

DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00583

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.accounts.8b00583

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