近年来，大量的实验结果表明，聚合物/基底界面处的吸附层对高分子材料在纳米尺度上的相应物理性质有很大的影响，如聚合物链的弛豫行为、结晶行为、润湿行为和粘弹性等。在高分子材料的制造过程中，吸附层的结构不可避免地会受到加工条件(如时间和温度)差异的影响。研究固体基底表面化学性质对吸附层结构和形成动力学的影响至关重要。尽管人们已经通过建模和理论计算对界面相互作用影响吸附层的形成有了一定理解，但仍然缺乏关于吸附层的结构和其形成动力学的实验结果。

本文制备了一系列不同表面苯基含量的SiO₂-Si基底，研究了基底表面化学对PS吸附层结构和形成动力学的影响。结果表明，随着苯基含量的增加，Flattened层的厚度和密度相应增加。与PS在SiO₂-Si基底上的吸附不同，随着PS分子量和基底表面苯基含量的增加，PS吸附层在短时间内的生长速率(v_ads)和h_ads/R_g (h_ads为基底上Flattened吸附层和Loosely吸附层的厚度, R_g为PS分子链的回转半径)均降低。而随着苯基含量的增加，Flattened吸附层的厚度(h_flat)和其基底表面覆盖率增加。说明Loose链的吸附受Flattened链的形成动力学控制，且这一过程仅能在Flattened链吸附后剩余的界面空位点上进行。

在接近准平衡态之前(t < t_cross)，Flattened链与基底接触位点的数量增加。相应的，在Flattened链的形成过程中，其空间位置发生了动态变化，这扰乱了Loose链的吸附。当Flattened链的吸附达到准平衡态时(t > t_cross)，Loose链的吸附由界面剩余空位点数目决定。随着基底表面苯基含量增加，界面π-π相互作用增强，Flattened链在基底表面的覆盖率及其达到准平衡态的时间增加，导致吸附速率降低，Loosely吸附链减少。由于可用于Loose链吸附的空位点较少，苯基改性的基底上的ν_ads和h_ads/R_g的分子量依赖性与SiO₂-Si基底上的不同。这一结果将有助于我们了解基底的表面化学性质对吸附层内部结构和形成动力学的影响。

   该研究工作以《Flattened chains dominate the adsorption dynamics of loosely adsorbed chains on modified planar substrates》为题发表于Soft Matter上(Soft Matter, 2024, 20, 201-211.)。本工作由博士生白露完成，通讯作者为徐健荃博士、周娴静副教授和王新平教授。该研究得到国家自然科学基金委22161160317和22203075项目的资助以及浙江理工大学科研基金22062313-Y的支持。

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原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2023/sm/d3sm01339a