表面螯合分子層對溶劑接觸角與奈米粒子分散性之相關性

製作高折射率之透明複合材料，或者開發下世代半導體光阻材料時，將高折射率奈米粒子在溶劑或單體內分散性是十分重要課題。在奈米粒子高介電極性溶劑中，主要是藉表面電荷斥力而分散。但是上述之應用常需使用低介電之非極性溶劑與單體。於是得在粒子表面螯合一些界面劑，藉由其與溶劑或單體間之強作用力來達到良好分散。 我們過去研究氧化鋯奈米複合材料時，曾經使用溶解度參數(Hansen solubility parameter) 來分析在粒子表面螯合特定有機酸後之溶劑分散能力。此法得先將改質粒子對不同溶劑是否分散列表。才能迴歸出改質粒子之溶解度參數以預測其他溶劑中分散性。但是奈米粒子改質的手法及螯合劑之承載量，常會對結果產生影響。其實界面劑與溶劑之間作用力，不但決定是否可將粒子分散於非極性低介電溶劑，亦決定其界面張力。此張力可從溶劑滴在披覆有該界面劑之平板上所產生之接觸角而測得。很直觀的就可預期，接觸角越小，則以此界面劑改質之粒子將越容易分散於該溶劑中。因為塗佈平板遠比奈米粒子改質簡單，接觸角之測量也比分散性之判斷直接。但是兩者間明確之關聯，還需要有足夠數據才能歸納。更進一步或許可將界面能整合至膠體粒子分散之理論中。