電磁場誘導高分子半透膜展現高有序排列奈米結構

電場下成膜可以製備具有優先取向有序結構的離子交換膜材大幅改進特性。這種方法初步成功展現於（1）Nafion系統中高導電性可以在低濕狀況下實現,（2）sPAEK系統中導電度提高近兩個級次達0.1S/cm但甲醇竄透未增加。本提案擬擴大此一成果﹐針對利用外加電場（電場，磁場和光場)的極化去製備具優良紋理 且適用於各種能源設備 (燃料電池，鋰電池，太陽能電池，二氧化碳氣體分離，產氫，水純化等) 聚合物膜，並深入探索外加電場影響微結構的型態之機理。 研究的第一部分我們將探索在成膜過程中施加外加電場下，高分子系統受極化的機制和自我組裝行為。研究非結晶的高分子與極性分子偶極子或含有這些段共聚物間的自組裝行為。影響極化效率和高分子最終的微結構因素為:（1）溫度程序 (Temperature Programming) ,（2）溶劑,（3）聚合物的濃度，（4）聚合物的分子量，（5）聚合物的化學結構，（6）極化的平衡和鬆弛時間（7）最重要的是施加電廠的強度和施加電場的方式（AD，DC或脈衝場）。該研究的目的是為了掌握場效施用條件和材質紋理間的關係並構建製備最佳化離子交換和分子擴散薄膜之程序。 提案的第二部分將專注在了解形態演變過程和新工具去測量這些優先取向膜材料內電解質或氣體分子的動態行為。除了以傳統形態學工具去探討在施加電場的情況下，成膜的期間的微結構演變，如微顯微鏡用薄片切片機的TEM，小角度X射線衍射和偏光顯微鏡﹐我們也會藉諸弛豫時間，擴散常數，和滲透測量分子動力學，以便了解由電場極化膜材料所帶來的改進。