《柱狀聚合物刷捕光分子的設計與合成》是依託浙江大學，由凌君擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：柱狀聚合物刷捕光分子的設計與合成
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：凌君
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目仿生自然界捕光色素蛋白質複合體，設計合成具有核-殼與核-殼-冠結構的單分子捕光柱狀聚合物刷(LHCPB)。用標準模組分別設計、聚合物刷統一合成的精密聚合方法，使捕光天線分子位於側鏈上，兼作能量傳遞給體(ED)，而能量傳遞受體分子(EA)則位於主鏈上。高密度接枝的側鏈位阻使LHCPB主鏈呈伸直鏈構象，線形側鏈也較為伸展。天線分子呈同心圓柱狀排列於主鏈外圍，類似自然界捕光蛋白複合體中色素的排列方式，協同捕光和向內匯聚能量。ED和EA間距可通過LHCPB側鏈內層引入具有環境敏感單體單元實現精確控制，並具有刺激回響性。本項目從高分子合成化學源頭出發，根據生物化學與物理化學基本科學理論，構造新型人工捕光系統，不僅用於捕光分子器件研究和光波調頻分子設計，還對柱狀聚合物刷的結構與性質研究、能量傳遞理論研究、感測器研究、乃至太陽能電池和有機發光二極體研究等相關領域發展都有推動作用。
結題摘要
本項目仿生自然界捕光色素蛋白質複合體，設計合成具有核殼結構的柱狀聚合物刷，用作單分子納米捕光器(NLH)。我們圍繞柱狀聚合物刷的合成方法、發光單元的設計合成、能量傳遞性質的表征、捕光分子的合成與性質等方面開展研究，順利完成了研究計畫，成果超過了預期目標。一、完成了柱狀聚合物刷捕光分子的設計、合成與表征，實現了柱狀聚合物刷的天線分子捕集光能並向主鏈轉移富集，證實了單分子捕光和能量傳遞概念。我們通過化學和物理兩類方法調節NLH能量傳遞效率，光能捕集和傳遞的效率變化程度可高達72倍。二、設計合成了多種含芴、蒽、稀土配合物的新發光單體，合成了它們的聚合物，表征了聚合物的捕光、能量傳遞與發光性能，實現了單體與聚合物片段的模組化設計與合成。以齊聚芴為捕光和能量傳遞單元合成了兩類水溶性三原色螢光納米粒子，量子效率可高達80%以上，簡單混合成水性彩色與白色螢光染料，可直接作為螢光墨水用於噴墨列印。三、深入研究並改進了可逆加成-斷裂鏈轉移（RAFT）聚合方法，提出了“鏈轉移劑穿梭R端RAFT聚合”方法，結合聚合後官能化方法，可控合成結構明確的柱狀聚合物刷，並提出了兩種聚鏈轉移劑聚合物的新方法。共發表項目基金標註的SCI收錄論文13篇（超過10篇的預定目標。其中5篇影響因子超過5；7篇影響因子在3-5之間），另有2篇論文正在向SCI收錄期刊投稿之中。發表1個英文專著章節，發表中國核心期刊論文2篇，其中教學論文1篇。獲得中國國家發明專利授權3項（超過2項的預定目標）。培養畢業博士研究生4人和碩士研究生2人（超過5人的目標），另有1名碩士研究生在讀。課題組成員參加國內外學術會議5人次，做牆展報告5篇。1名博士生成員獲得德國政府獎學金資助赴德國拜羅伊特大學完成了為期5個月的聚芴發光分子的合作研究。
