本发明属于高分子薄膜材料领域，具体涉及一种高分子纳米薄膜及其制备方法。
背景技术：
1、相比于传统金属材料和无机半导体材料存在密度大、成本高和易腐蚀等缺陷，导电高分子材料具有质量轻、柔韧性好、耐腐蚀、工艺简单和成本低廉等优点，有望成为金属和传统无机半导体材料的替代材料，降低工业生产成本，提高产品质量和性能，满足不同的应用需求。导电高分子薄膜材料作为有机电子器件的重要组成部分，其质量直接决定了有机电子器件的性能。然而高分子本身分子量较高，其成膜过程中分子有序性和取向性难以保证，最终影响薄膜结晶度和电学性能，阻碍了高性能有机电子器件的发展。因此，制备具有高结晶度的导电高分子薄膜材料，具有重要的意义。
2、目前较多采用溶液方式制备高分子薄膜，包括简单涂布、浸润、旋涂和刮涂等。其主要是将高分子配制为溶液，使用不同的方法均匀涂布在基底上，经过溶剂蒸发或热处理即可形成薄膜。目前如旋涂、刮涂等技术已经较为成熟，操作简单，形成的薄膜厚度比较均匀，已经成为制备高分子薄膜的主流方法。但这种方法也存在很多缺点，如基底和高分子溶液之间需要具有很好的亲和性，否则制备的薄膜质量较差，容易脱落；制备的薄膜厚度较大，难以控制在纳米尺度；二次沉积带来的溶剂会对前一次沉积的薄膜造成破坏，难以进行多层材料沉积等。
3、更重要的是，聚苯胺、聚吡咯等传统导电高分子通常难以溶解于常见挥发性溶剂中，使用溶液方式成膜(如旋转涂覆)存在很大局限性。因此现有技术通常在难溶导电高分子中加入助溶的稳定剂如聚苯乙烯磺酸钠等促进其溶解，再通过溶液方式制备薄膜。但稳定剂与导电高分子之间相互作用较强，在溶液方式成膜过程中很难将稳定剂成分去除，导致现有技术制备的导电高分子薄膜中含有大量的稳定剂成分。一方面，稳定剂的存在会阻碍导电高分子的分子链的有序堆积，影响导电高分子薄膜的结晶度、降低薄膜的质量；另一方面，含有稳定剂成分的高分子薄膜容易在空气中发生潮解，使得高分子薄膜失去应用价值。由此可见，非常有必要通过改良导电高分子薄膜的制备工艺，除去添加的稳定剂成分，提高薄膜的稳定性，以及薄膜的结晶度和薄膜质量。
技术实现思路
1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种高分子纳米薄膜及其制备方法。
2、本发明提供了一种高分子纳米薄膜的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：s10，制备导电高分子材料后将导电高分子材料溶于溶剂中，得到第一溶液，其中，导电高分子材料包括聚苯胺和/或聚吡咯，制备的导电高分子材料中混合有用于助溶的作为稳定剂的聚苯乙烯磺酸钠；s20，将第一溶液投入样品槽内并降温冷冻，随后将样品槽置于真空腔内，其中，降温温度根据第一溶液的浓度进行调整；s30，将置于真空腔内的样品槽前方的基底预热后，使用介质辅助脉冲激光蒸发设备对样品槽内冷冻的第一溶液进行沉积，得到原始薄膜，其中，基底预热温度根据导电高分子材料的差示扫描量热法结果进行选择，介质辅助脉冲激光蒸发设备的激光波长与溶剂的特征吸收波长相匹配；s40，将原始薄膜先后进行退火处理以及酸处理，随后干燥得到高分子纳米薄膜，其中，退火温度根据导电高分子材料的差示扫描量热法结果进行选择，高分子纳米薄膜的结晶度为60％～90％，厚度为50nm～450nm，电导率为0.01s/cm～100s/cm，高分子纳米薄膜中不含聚苯乙烯磺酸钠，高分子纳米薄膜具有较好的耐潮湿稳定性。
3、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s10中，溶剂包括甲醇、乙醇、二甲基亚砜或n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种或多种。
4、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s10中，第一溶液中的导电高分子材料的浓度为0.05wt％～3wt％。
5、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s20中，降温方法为使用液氮降温至-80℃到-170℃之间。
6、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s20中，将第一溶液中的导电高分子材料浓度记为ω，将降温温度记为t，ω＝0.05wt％时，t∈[-135，-90]℃，ω＝0.1wt％时，t∈[-140，-110]℃，ω＝0.5wt％时，t∈[-150，-130]℃，ω＝1wt％时，t∈[-155，-135]℃，ω＝2wt％时，t∈[-160，-140]℃，ω＝3wt％时，t∈[-170，-160]℃。
7、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s30中，基底预热温度为40℃～160℃，沉积时间为1min～50min。
8、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s30中，当导电高分子材料为聚苯胺时，基底预热温度为50℃～160℃，当导电高分子材料为聚吡咯时，基底预热温度为40℃～130℃。
9、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s40中，退火处理的方法为：于管式炉中，氮气氛围下，100℃-160℃退火1h～24h，酸处理的方法为：在浓度为0.2mol/l～4mol/l(以氢离子计)的硫酸溶液中浸泡1h～24h。
10、在本发明提供的高分子纳米薄膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤s40中，步骤s40中，当导电高分子材料为聚苯胺时，退火温度为100℃～160℃，当导电高分子材料为聚吡咯时，退火温度为100℃～130℃。
11、本发明还提供了一种高分子纳米薄膜，具有这样的特征：由前述任意一项的高分子纳米薄膜的制备方法制备得到。
12、本发明相较于现有技术的有益效果在于：
13、(1)针对难溶的导电高分子聚苯胺和聚吡咯，引入稳定剂聚苯乙烯磺酸钠促进其溶解后，通过改进高分子薄膜制备技术，利用介质辅助脉冲激光蒸发技术制备高结晶度的导电高分子纳米薄膜，同时去除其中的稳定剂成分，提升高分子薄膜耐潮湿稳定性。
14、(2)相较于采用溶液方式制备的薄膜，本发明得到的导电高分子纳米薄膜不包含稳定剂成分、结晶度高、电学性能优异，制备方法易于规模化生产。
1.一种高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求1或4所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
7.根据权利要求1或6所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
9.根据权利要求1或8所述的高分子纳米薄膜的制备方法，其特征在于：
10.一种高分子纳米薄膜，其特征在于，由权利要求1～9中任意一项所述的高分子纳米薄膜的制备方法制备得到。
