功能高分子薄膜实验室（Functional Polymer Film Lab，FPFL）主要以引发式化学气相沉积（iCVD），等离子增强化学气相沉积（PECVD）与氧化式化学气相沉积（oCVD）三种新型高分子功能薄膜制备技术为核心，展开以下方面的研究：
a.超疏水疏油表面的制备及其在防水自清洁面料，防雾、防覆冰表面，电子设备纳米防护薄膜等方面的应用;
b.高分子微纳米结构的气相可控制备及其机理、应用研究;
c.高分子生物医学薄膜的干式制备及其对植入式导管、心脏支架等生物材料、医疗设备的生物相容改性；
d.高分子纳米薄膜在气体与液体的阻隔与分离上的应用；
e.疏液表面，超亲水防雾涂层，有机-无机复合硬质涂层的研究与制备与聚合物阻隔防护涂层的制备与应用；f.高分子导电薄膜、半导体薄膜与介电薄膜的制备及其在柔性电子器件、可穿戴设备上的应用等。
技术简介：1.引发式化学气相沉积
（initiated chemical vapor deposition, iCVD）
引发式化学气相沉积（iCVD）是一种条件温和、无溶剂的新型绿色聚合物薄膜制备方法，其将传统的液相自由基聚合与化学气相沉积方法相结合，利用聚合物所携带的丰富的官能团实现薄膜的功能化，有望在诸多领域实现重要而广泛的应用。
研究方向一：高分子生物医学薄膜的研究
a.抗生物吸附/污损镀层
蛋白质、微生物等在表面的聚集会影响生物材料、水处理膜等表面的正常工作。利用iCVD方法我们在医用导管、分离膜等表面制备抗吸附镀层，从而成功降低表面的生物吸附，并同时提高了表面的亲水性与表面的生物相容性。
b.抗菌镀层
当细菌在生物材料表面吸附后会迅速的繁殖、转移，形成生物膜，造成炎症感染，从而对公共医疗健康造成巨大威胁。我们采用iCVD方法制备具有优异杀菌效果的聚阳离子纳米抗菌薄膜，可应用于日常生活用品至医疗器械的表面。同时我们还融入抗生物吸附成分、刺激响应成分等实现多功能抗菌表面。
c.刺激响应与生物可降解涂层用于控制药物释放
现代医学依赖于药物对疾病进行预防和治疗，粗放型的药物使用有可能对人体造成极大的伤害，而精准的药物传输与释放是未来医学的重要发展方向。根据肠道与胃部pH存在差异，我们采用iCVD法制备pH响应性生物可降解涂层，将其运用到药物控制传输领域，实现控制释放。通过对平台期、释放期和稳定期的控制，实现时间维度上的高度可控。
d.类肝素表面及其抗凝血作用
血液透析技术为肾衰竭患者提供了肾脏功能替代疗法，但在透析过程中凝血现象无可避免，凝血现象一旦出现便会阻塞透析回路，使治疗无法进行。近年研究发现，富含羧酸基团或磺酸基团的高分子材料也具有一定的抗凝效果。我们采用iCVD法对PLA膜进行改性，通过测试证实改性后的表面展现出优异的生物相容性、抗血小板吸附性和抗凝血性能。
研究方向二：材料表面改性与超浸润性表面的制备与应用
超疏水表面指水滴接触后其接触角大于150°的表面。当表面具有超疏水甚至超疏油的特性时，它会具备许多神奇的性能，诸如水（油）滴可以在材料表面滚动而不沾湿表面，同时还能带走灰尘等污染物，达到自清洁的功能。我们通过iCVD方法在各种面料、电子产品、甚至纸张等表面制备纳米级的超疏水（油）镀层，并对其进行理论和实际应用的研究。由于iCVD技术具有镀层共型、基底普适、可精确控制膜厚以及沉积条件温和等优势有望在防水面料、自清洁表面、电子设备防水等诸多领域实现应用。
研究方向三：高分子微纳米结构的构筑与机理研究
荷叶表面规整排列的微观乳突阵列结构决定了它的超疏水性，受此启发，有序纳米结构的大规模阵列因其在超疏水和超疏油表面的潜在应用而受到越来越多的关注。本课题组采用iCVD的方法，一种“bottom-up”式纳米材料制备方式，一步合成具有超疏水性能的高分子纳米锥阵列结构，可用于膜组件改性继而提高膜的抗润湿和抗污染能力，如油水分离、抗结冰、自清洁和抗生物粘附等，该方法的简单性和通用性有望为控制合成和聚合物纳米阵列的广泛应用开辟新的机遇。
研究方向四：新能源材料与器件
a.器件封装
柔性电子设备是未来电子设备的发展方向，而目前阻碍其商业化大规模应用的主要因素之一是缺少既具有高柔性又对氧气、水蒸气具有高阻隔率的封装方式。利用iCVD技术可以制备交联可控的致密高分子薄膜，在维持薄膜柔性的同时使其具有高的阻隔性，有望应用于柔性电子器件封装、食品包装等领域。
b.湿度传感器
引发化学气相沉积(iCVD)是一种温和的无溶剂聚合物涂层方法，以可控的方式生成纳米涂层，对表面脆弱的烟灰纳米结构影响最小，实现了表面的超亲水改性及pH响应的湿度传感，在传感器领域具有较大的应用前景。
2.等离子增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD）
等离子增强化学气相沉积（PECVD）是一种在等离子作用下，通过直接或间接的方式将单体引发形成一系列包括自由基、离子在内的活性基团，生成薄膜的初始成分和副反应物，这些生成物以化学键的形式吸附到样品表面，生成固态膜的晶核，晶核逐渐生长形成连续的薄膜。
研究方向一：材料表面润湿性改性
a. 疏液表面
类液表面（Liquid Like Surfaces, LLS）相较于传统超疏水和超滑注液表面，LLS既无脆弱的微纳结构，也无易损失的润滑液层，在疏水疏油领域具有极大的应用价值。通过PECVD法，实现了单步步制备具有纳米梯度的耐久型LLS，可抵抗数万次棉布摩擦或数千次钢丝绒摩擦，并可经受高温、高湿、盐雾等测试，有望应用于自清洁、防腐蚀、抗结冰表面等领域。
b. 超亲水防雾涂层
雾的出现是由于材料表面温度小于露点温度，使水蒸气在表面凝结，凝结的小水滴导致部分光线被吸收，从而影响材料透光性。采用PECVD法，可通过控制反应参数，制备超亲水表面。其高表面能和粗糙度与小液滴具有强相互作用力，凝结的小液滴扩散在薄膜表面形成连续水膜，具有良好的透光性和长期防雾性能。有望应用于光学镜片、光伏、医疗器械等领域。
研究方向二：有机-无机复合硬质涂层的研究与制备
以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PEI）为代表的光学塑料，具有透光性好，耐冲击等优势，但硬度低成为制约其应用的原因之一。采用PECVD法，通过结合有机无机复合结构，合理设计硬质涂层结构，可保证基材原有透光率的同时，有效提高基底硬度，实现其在光学镜头、显示屏、光伏板等领域应用。
研究方向三：聚合物阻隔防护涂层的制备与应用
阻隔防护薄膜主要是通过修饰基材表面或者调节不同分子在薄膜内部的渗透性，以达到阻隔某些有害物质从而保护基材的目的。利用PECVD方法，可制备复合阻隔涂层，通过协同效应达到1+1＞2的效果，有效实现柔性封装、表面防护等应用。
3.氧化式化学气相沉积
（oxidative chemical vapor deposition, oCVD）
氧化式化学气相沉积(oCVD)是采用气化后的氧化剂与单体反应形成阳离子自由基而后引发聚合反应的一种气相镀膜技术，所制备薄膜厚度均匀，保形性好，适用于不溶性共轭聚合物薄膜的制备。目前课题组主要采用oCVD技术制备高导电率的PEDOT等高分子薄膜，并研究其在超级电容器及传感器等方面的应用。
表面功能化，跨学科交流合作
利用化学气相沉积技术，我们可以通过选择具有特定功能基团的单体，对基底材料进行定向功能修饰，并应用在不同的领域。我们目前与多家公司建立合作，进行产业化研发。
欢迎校内外课题组、相关企业联系我们，共同展开各方面的合作。