《新型光回響聚二乙炔複合材料的製備及性質研究》是依託中國科學技術大學，由鄒綱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型光回響聚二乙炔複合材料的製備及性質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄒綱
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
具有環境回響性的共軛高分子材料一直是材料領域的研究熱點，尤其是光回響共軛高分子材料在光開關、顯色器、智慧型窗及光信息存儲等領域具有獨特的套用潛力而受到人們重視。但迄今為止在光刺激下實現聚二乙炔材料光學與其它物理性質可逆調控的報導還不多。本研究計畫擬通過分子結構設計和納米尺度的組裝，在聚二乙炔體系中引入偶氮苯等光回響功能基元，發展一系列在外界光刺激下快速可逆回響的新型聚二乙炔複合材料（包括光致變色聚二乙炔複合材料、光回響聚二乙炔螢光納米微球和光回響聚二乙炔微膠囊）；系統研究聚二乙炔側鏈結構、複合單元組成和結構以及製備途徑等對聚二乙炔複合材料光回響靈敏度和可逆性的影響，探索光回響聚二乙炔複合材料多層次結構構築和調控的規律，揭示複合材料光回響的具體機制；在此基礎上，進一步與微製造技術相結合，製備具有特殊微納結構的光回響聚二乙炔薄膜，探索其在信息存儲、光學納米感測器及智慧型材料等領域的套用。
結題摘要
環境敏感的共軛高分子材料一直是材料領域的研究熱點，尤其是光回響共軛高分子材料在光開關、顯色器、智慧型窗及光信息存儲等領域具有獨特的套用潛力而受到人們重視。環境回響共軛高分子材料的典型代表之一就是聚二乙炔類化合物。聚二乙炔類化合物具有獨特的準一維電子共軛分子結構，顯示出優越的光學和電學性能，聚二乙炔主鏈構象對環境十分敏感，熱、pH、溶劑、離子、應力和極性氣體等外界刺激均能誘導聚二乙炔主鏈構象發生變化，從而發生肉眼可觀察到的顏色變化，甚至產生螢光，在智慧型材料和快速檢測等領域有重要潛在套用。與其它外界刺激相比，將光作為刺激手段具有獨特的優勢。光是具有特定波長範圍的電磁波，其強度、波長、偏振方向等多個物理量可方便地進行調節，並且外加光的時間和位置可以精確地控制，可控性高。因此構築特定結構的聚二乙炔功能材料，並利用光刺激可逆調控聚二乙炔材料微結構和物理化學性能就成為有重要意義和極富挑戰性的工作。在國家自然科學基金(51173176)的資助下，我們通過有機化學反應和超分子組裝技術，將具有良好光回響特性的功能基團（如偶氮苯、香豆素、螺吡喃等）引入到聚二乙炔體系中，製備了一系列新型光回響聚二乙炔敏感材料。我們研究了組裝基元結構、組成及組裝過程對二乙炔組裝體凝聚態結構、聚合行為及相應聚二乙炔材料表面微結構和穩定性的影響，並進一步基於圓偏振光輻照或磁光二向色性策略，發展了一系列螺旋聚二乙炔材料可控制備及結構調控的新方法；我們將偶氮苯、香豆素等光回響基團修飾到聚二乙炔側鏈，製備了新型聚二乙炔光致變色和聚二乙炔光致螢光開關材料，探討了複合材料在智慧型材料及檢測領域的套用。我們重點關注聚二乙炔側鏈結構、間隔基團長度、光敏感基元結構以及製備途徑等對聚二乙炔光回響靈敏度和可逆性的影響。我們利用超分子組裝技術，構築了光回響聚二乙炔“智慧型”納米容器，利用光刺激下偶氮苯基團與環糊精分子的組裝和解組裝，在囊泡殼層內形成光回響的“開”和“關”的孔道，實現對藥物分子的可控裝載和釋放。我們將光回響聚二乙炔功能材料與微製造技術有機結合，製備具有特殊微納結構的光回響聚二乙炔薄膜及一維微米管，發展了一系列新型聚二乙炔智慧型光子學器件。以上研究工作有助於我們探索光回響聚二乙炔材料多層次結構構築和性質調控的規律，為構築結構功能化和功能集成的光回響共軛高分子材料提供理論基礎和關鍵技術，並拓展其在智慧型材料及檢測等領域的套用。
