《外圍修飾金屬雜芳香體的樹狀分子合成及其性能研究》是依託廈門大學，由何旭敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：外圍修飾金屬雜芳香體的樹狀分子合成及其性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何旭敏
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
外圍修飾金屬雜芳香體的樹狀分子未見報導。本項目擬在樹狀分子的末端修飾金屬雜芳香結構，以期獲得性能獨特的樹狀分子，為光、電、磁材料的發展提供全新素材。金屬雜芳香化合物中的過渡金屬具有種類多、價態多、可以使用的配體多等特點，為芳香分子的設計和修飾提供了更大的空間。近年來，我們的研究表明，部分金屬雜芳香化合物具有獨特的光、電、磁性能，一些金屬雜芳香化合物的光電性能與一般有機共軛體系截然不同，如長波發射（stokes位移大於300nm）、長發光壽命（微秒級）、聚集下發光不但不減弱反而增強。本項目擬在預研階段已探索模型反應的基礎上，將金屬雜芳香體接到樹狀分子外圍，進而藉助樹狀分子這種優良的載體進行自組裝，並對金屬雜芳香體在不同聚集狀態下的光化學和光物理性質進行研究，進一步了解這類化合物特殊聚集誘導發光增強等光電特性的內在機制，以及探索其套用前景。
結題摘要
過渡金屬種類和價態多、有未充滿的d軌道、易通過改變配體進行性能調控等特點，金屬雜芳香高分子的分子設計空間廣闊，意義重大。本項目針對金屬雜芳香化合物的高分子化進行了一系列開拓性的研究工作，取得了以下成果：（1）成功地將在紫外-可見-近紅外區域（UV-Vis-NIR）具有超寬吸收光譜、且光熱性能優異的金屬雜芳香結構單元，以共價鍵方式鍵接到PEG中，完成了其水溶性高分子化工作，結果表明其水溶性隨PEG鏈長而改變，但其光熱性能仍維持在非常好的水平，為實現其生物醫學方面的套用提供了可能。（2）以α-環糊精為母核與PEG通過主客體作用，以9-蒽醇進行封端得到聚輪烷，再通過活性聚合鍵接上N-異丙基丙烯醯胺（NIPAM），最後與帶炔基的金屬雜芳香體進行Click反應，得到外圍帶金屬雜芳香體的棒狀高分子。結合金屬雜芳香體的光熱效應和PNIPAM的熱敏性，該棒狀金屬高分子表現出NIR回響行為，有望成為一種新的智慧型材料。（3）我們製備了具有光熱性質的含金屬雜芳香體基元的線形聚氨酯（CLPU）。該CLPU具有NIR光誘導自修復性能，並且，可通過調節金屬雜芳香體含量和NIR強度，實現不同的自修復效果。CLPU在極低金屬雜芳香體含量（<0.10 wt%）下，實現 NIR誘導快速（＜30 s）、可重複（> 5個周期）以及空間可分辨的修復。我們還研究了自修復機理。在此基礎上，加入TEMPO和三羥基化合物，製備含金屬雜芳香體交聯聚氨酯，該聚合物不僅具有光誘導自修復性能，而且，通過調節TEMPO含量，製備光誘導one-way和two-way形狀記憶材料。部分研究結果發表SCI論文6篇，還有部分研究成果整理待發表。通過本項目的研究，我們實現了具有光熱性質金屬雜芳香基元的高分子化，填補了金屬雜芳香化學在高分子學科中的空白，為金屬雜芳香化合物在生物醫學材料、光誘導自修復和形狀記憶功能材料等領域的套用奠定了基礎。
