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不同pH溶液中聚多巴胺層的離子滲透行為

    近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所材料表面與界面行為研究組在離子滲透性可控電化學(xué)界面方面取得新進(jìn)展。

    研究人員通過多巴胺自氧化聚合，使聚多巴胺自沉積在金表面。發(fā)現(xiàn)該膜對陽/陰離子氧化還原活性探針分子均呈現(xiàn)出完全可逆、pH可控選擇滲透。當(dāng)pH值較高時，該聚合物帶負(fù)電荷，對陽離子可滲透但排斥陰離子；pH值較低時，該聚合物帶正電荷，對陰離子可滲透但排斥陽離子。聚多巴胺對不同類型、不同濃度的電解質(zhì)具有不同的電化學(xué)響應(yīng)行為。

    聚電解質(zhì)膜對電活性反離子呈現(xiàn)出選擇性滲透，長久以來對其研究較多。該材料易受外界環(huán)境影響，從而導(dǎo)致電荷密度以及電荷種類變化，進(jìn)而改變潤濕性、對離子的滲透性和膜的強(qiáng)度。這些“智能”膜在微流體器件滲透性控制、色譜分離中的表面涂層、控釋系統(tǒng)等領(lǐng)域有應(yīng)用前景。在這些膜系統(tǒng)中，對陰離子和陽離子、尤其是pH值均可產(chǎn)生響應(yīng)的兩性離子膜，更可取，因?yàn)樗捎脕順?gòu)建更加“智能的”界面。包含氨基團(tuán)和酚羥基的聚多巴胺可能具有兩性或兩性離子性。然而，對其研究甚少。

    該研究結(jié)果發(fā)表在Chem. Commun. (Chem. Commun., 2010, 46, 5900–5902)。