氧化铝模板电化学合成导电聚吡咯的形貌研究(2)

2．2 聚合电位的影响
图3显示了所制备的PPy形貌随聚合电位的变化趋势．聚合条件为Py浓度0．2 mol／L，(+)一CSA浓度0．2 mol／L，聚合时间1 600 s．由图可以看出，0．8 V时已有微触手结构出现，但十分稀少，0．9 V时微触手结构明显增多，且可以看出是从边缘处开始生长，微触手结构表面也变得光滑起来；1．0 V时出现大量的微触手结构，且它们的表面都很光滑，微触手结构十分致密，已将底部的膜完全遮盖，此时PPy膜具有较大的比表面积；1．1 V时微触手结构明显减少，表面也变得不光滑起来，出现了黏连的现象，此时电位已超过Py的过氧化电位，应为过氧化所致；1-3 V时微触手结构基本消失，PPy膜恢复普通的菜花状结构．由此可以得出1-0 V为获得特殊形貌的最佳聚合电位．
2．3 单体浓度影响
图4为PPy形貌与单体浓度之间的关系．聚合条件为(+)-CSA浓度0．2 mol／L，聚合电位1．0 V，聚合时间1 600 s．从图中可以得知，单体浓度从0．1mol／L到0．4 mol／L之间均有微触手结构的出现，单体浓度为0．2---0．3 mol／L时比较适宜，微触手结构比较致密，且比较光滑、均一．相比较而言，0．2mol／L较0．3 mol／L更为适宜一些．

2．4 微触手结构形成机理探讨
通过上述试验发现，用铝／氧化铝模板作为工作电极可以得到PPy的微触手结构，而在相同的聚合条件下，用高纯铝作为工作电极，仅得到了普通的菜花状结构，且在1．0 V电位下铝被氧化，表面龟裂，如图5所示．说明将铝氧化，在其表面得到一层氧化铝模板是得到微触手结构的关键．在无模板的情况下，PPy先以一维结构生长，再交叠成二维结构、三维结构[1]．而PPy在三氧化二铝模板的孔洞中只能以高度有序的共轭结构一维生长[1引，当其长出模板时，PPy已形成的高度有序的一维结构有利于其按照该趋势继续生长．在生长的过程中，相邻的一维结构交连成一束，形成微触手结构，在脱离模板后继续向七生长．
3 结论
以铝／氧化铝模板为工作电极可以得到区别于普通菜花状结构的PPy微触手结构，研究发现聚合时间为l 600 S、聚合电位1．0 V、单体浓度0．2 mol／L时制备的PPy膜的微触手结构数量多，具有较大的比表面积．10 nm至10／am的表面结构的变化对生物相容性影响显著，因为这样的尺寸与细胞尺寸及生物大分子在同样的数量级[1引，而且有证据证明微米级表面结构允许细胞早期黏附，从而提高材料的整体组织相容性．神经元的大小通常为10～15／am[M]，我们所得到的PPy微触手结构其直径均小于10／am，这样就可以确保每个神经元至少与一个微触手结构相接触，将有利于细胞在其表面依附和生长．同时它具有比金小得多的模量，可以防止对中枢神经组织造成尖锐损伤，提高中枢神经组织与神经元传感器的相容性；它还可以增加神经元传感器与中枢神经组织细胞渗透和接触，加大电信号接受面积，有助于电极的电子电导和离子电导达到平衡．该模板法制备具有特殊微触手结构的PPy膜，为将来化学修饰电极的制备提供了可靠的研究基础．有关该结构的生物相容性问题将在以后的研究中进行．
 
参考文献：
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