目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 超分子化學(Supramolecular Chemistry) 1
1.1.1 分子識別(Molecular recognition) 2
1.1.2 氫鍵(Hydrogen bond) 3
1.2 自由基聚合(Free Radical Polymerization) 5
1.2.1 可控/活性自由基聚合 [Controlled/living radical polymerization (CRP)] 6
1.3 點擊化學(Click Chemistry) 7
1.4 偶氮苯(Azobenzene) 9
1.4.1 表面浮雕光柵[Surface relief grating (SRG)] 11
第二章 研究動機與目標 14
第三章 實驗部份 15
3.1 使用藥品 15
3.2 實驗儀器 15
3.2.1 核磁共振光譜(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 15
3.2.2 傅立葉轉換紅外光光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer, FT-IR) 16
3.2.3 熱重分析儀(Thermogravimetric Analyzer, TGA) 16
3.2.4 示差掃描熱分析儀(Differential scanning calorimetry, DSC) 16
3.2.5 凝膠滲透層析儀(Gel Permeation Chromatography, GPC) 16
3.2.6 紫外光/可見光光譜儀(UV-Vis Spectrophotometer) 17
3.2.7 光學顯微鏡(Optical Microscope, OM) 17
3.2.8 表面輪廓儀(Alpha-Step) 17
3.2.9 原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope, AFM) 17
3.3 單體合成 18
3.3.1 MA-Cl合成 18
3.3.2 AZO-N-M合成 18
3.3.3 PT合成 19
3.4 高分子合成 19
3.4.1 PiBMA合成 19
3.4.2 P(iBMA-co-MA-Cl)合成 20
3.4.3 P(iBMA-co-MA-N3)合成 20
3.4.4 P(iBMA-co-MA-T)合成 21
3.5 混摻 22
3.6 表面浮雕光柵製程 23
第四章 結果與討論 24
4.1 小分子分析鑑定 24
4.1.1 AZO-N-M與PT結構分析 24
4.2 高分子分析鑑定 26
4.2.1 P(iBMA-co-MA-N3)結構分析 26
4.2.2 P(iBMA-co-MA-T)結構分析 28
4.2.3 P(iBMA-co-MA-T)分子量鑑定 29
4.3 P(iBMA-co-MA-T)氫鍵特性 30
4.4 材料熱分析 31
4.4.1 高分子熱性質分析 31
4.4.2 混摻後熱性質分析 34
4.5 AZO-N-M與P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M膜厚分析 37
4.6 光學性質探討 38
4.6.1 AZO-N-M照光前後變化 38
4.6.2 P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M照光前後變化 41
4.7 P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M於表面浮雕光柵應用 44
4.7.1 AZO-N-M表面浮雕光柵分析 45
4.7.2 不同混摻比例P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M表面浮雕光柵分析 49
第五章 結論 56
參考文獻 57




表目錄
表 4.1 PiBMA、P(iBMA-co-MA-N3)與P(iBMA-co-MA-T)的熱分析結果 32
表 4.2 PiBMA、P(iBMA-co-MA-N3)與P(iBMA-co-MA-T)的DSC熱分析結果 33
表 4.3不同比例下P(iBMA-co-MA-T)與AZO-N-M混摻後DSC分析結果 36
表 4.4 AZO-N-M與不同混摻比例P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M的異構化率 43
表 4.5不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M振幅變化 54

 
圖目錄
圖 1.1各式不同非共價鍵作用力的鍵能強弱。[5] 1
圖 1.2透過不同的幾何形狀進行分子識別式意圖。[10] 2
圖 1.3 DNA中的核鹼基對其中幾個例子(A)為T與A配對；(B)為T與G配對；(C)為G與C配對；(D)為G與A配對。[12] 4
圖 1.4三聚氰胺的結構可與三個T分子分別形成三點式氫鍵。[13] 5
圖 1.5起始、鏈增長、鏈終止與鏈轉移反應示意圖。[15] 5
圖 1.6 三種不同可控/自由基聚合機制示意圖(A) NMP反應機制；(B) ATRP反應機制；(C) RAFT聚合反應機制。[20] 7
圖 1.7 (A) Huisgen教授發現炔烴與疊氮會產生環加乘反應；(B)在銅催化下，使反應溫度下降且不會產生1,5取代異構體。[24] 8
圖 1.8 銅催化點擊化學反應機制示意圖[26] 8
圖 1.9偶氮苯分子吸收光產生光異構化結構示意圖 9
圖 1.10偶氮苯照射不同時間UV光，異構化後照射不同時間可見光之UV/Vis光譜圖。[28] 10
圖 1.11無取代偶氮苯、氨基取代偶氮苯、雙取代偶氮苯的 UV 吸收圖 11
圖 1.12兩束光的干涉，在光聚焦處產生干涉條紋示意圖[32] 12
圖 1.13偶氮苯透過偏振光寫入SRG示意圖。[34] 12
圖 3.1 MA-Cl合成示意圖 18
圖 3.2 AZO-N-M合成示意圖 19
圖 3.3 PT合成示意圖 19
圖 3.4 PiBMA合成示意圖 20
圖 3.5 3.4.2 P(iBMA-co-MA-Cl)合成示意圖 20
圖 3.6 P(iBMA-co-MA-N3)合成示意圖 21
圖 3.7 P(iBMA-co-MA-T)合成示意圖 21
圖 3.8 P(iBMA-co-MA-T)與AZO-N-M混摻示意圖 22
圖 3.9表面浮雕光柵製程設備與光柵形成前後對照示意圖 23
圖 4.1 (A) AZO-N-M；(B) PT FTIR光譜圖 25
圖 4.2 (A) AZO-N-M；(B) PT 1H NMR圖譜 25
圖 4.3 (A) MA-Cl；(B) PiBMA；(C) P(iBMA-co-MA-Cl)；(D) P(iBMA-co-MA-N3) FTIR光譜圖 27
圖 4.4 (A) MA-Cl；(B) PiBMA；(C) P(iBMA-co-MA-Cl)；(D) P(iBMA-co-MA-N3) 1H NMR圖譜 27
圖 4.5 (A) PT；(B) P(iBMA-co-MA-N3)；(C) P(iBMA-co-MA-T) FTIR光譜圖 28
圖 4.6 (A) PT；(B) P(iBMA-co-MA-N3)；(C) P(iBMA-co-MA-T) 1H NMR圖譜 29
圖 4.7 P(iBMA-co-MA-Cl)、P(iBMA-co-MA-N3)與P(iBMA-co-MA-T) GPC分析圖 30
圖 4.8不同溫度下P(iBMA-co-MA-T)的FTIR光譜圖 31
圖 4.9 PiBMA、P(iBMA-co-MA-N3)與P(iBMA-co-MA-T)的TGA熱分析圖 32
圖 4.10 PiBMA、P(iBMA-co-MA-N3)與P(iBMA-co-MA-T)的DSC熱分析圖 34
圖 4.11一個AZO-N-M上三聚氰胺與兩個P(iBMA-co-MA-T)上Thymine配對示意圖 35
圖 4.12不同比例下P(iBMA-co-MA-T)與AZO-N-M混摻後DSC分析圖 37
圖 4.13 AZO-N-M UV/Vis光譜圖(A)照射不同時間365 nm UV光前後對照；(B)照射30分鐘365 nm UV光後在60 ℃下加熱不同時間前後對照 40
圖 4.14 AZO-N-M照射365 nm UV光前後與照射UV後再進行加熱UV/Vis光譜對照圖 40
圖 4.15 P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M = 2/8 UV/Vis光譜圖；(A)照射不同時間365 nm UV光前後對照；(B)照射30分鐘365 nm UV光後在60 ℃下加熱不同時間前後對照 41
圖 4.16 P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M = 5/5 UV/Vis光譜圖；(A)照射不同時間365 nm UV光前後對照；(B)照射30分鐘365 nm UV光後在60 ℃下加熱不同時間前後對照 42
圖 4.17 P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M = 8/2 UV/Vis光譜圖；(A)照射不同時間365 nm UV光前後對照；(B)照射30分鐘365 nm UV光後在60 ℃下加熱不同時間前後對照 42
圖 4.18 AZO-N-M與不同混摻比例P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M的異構化率對時間圖 43
圖 4.19 Alpha step測量AZO-N-M膜厚數據圖 38
圖 4.20 Alpha step測量P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M膜厚數據圖 38
圖 4.21全像干涉讀取示意圖 45
圖 4.22 AZO-N-M形成光柵後透過紅光雷射讀取產生的繞射點 46
圖 4.23 AZO-N-M形成光柵時的繞射效率隨時間變化 47
圖 4.24 AZO-N-M透過光學顯微鏡觀察形成光柵前後的對比 47
圖 4.25 AZO-N-M薄膜形成光柵後(A) 2D AFM；(B) 3D AFM圖 48
圖 4.26 AFM分析AZO-N-M光柵振幅與週期 48
圖 4.27不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M形成光柵後透過紅光雷射讀取產生的繞射點 50
圖 4.28不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M形成光柵時的繞射效率隨時間變化 51
圖 4.29不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M透過光學顯微鏡觀察形成光柵前後的對比 52
圖 4.30不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M光柵的2D AFM與3D AFM圖 53
圖 4.31不同比例的P(iBMA-co-MA-T)/AZO-N-M AFM光柵分析光柵振幅與週期 55

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