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Angew. Chem. :耦合力敏和光敏基元的單一響應基團實現聚合物的多重刺激響應和多色轉變2023-03-26
機械力響應高分子材料是一類利用機械力來誘導材料發生物理或者化學變化的新型智能材料,已被逐漸應用于高分子材料受力情況的可視化監測。然而,單一的顏色變化和單純的力刺激響應性質已經無法滿足多刺激響應材料的需求和應力傳感多模式分析的需求。

吉林大學/天津大學陳于藍課題組提出了將力敏基團和光敏基團共價連接以實現聚合物的多重刺激響應和多色轉變的策略。作者將兩個力響應基團羅丹明與一個光響應基團二芳基乙烯以共價的形式連接起來,并引入到聚合物中。聚合物受力時,羅丹明由無色的關環形式迅速轉變為紅色的開環形式,加熱逐漸恢復;而紫外光照下二芳基乙烯基團由無色的開環形式轉變為紫色的關環形式,可見光照下恢復。因此,兩者的反應是相對獨立發生的。在光/力雙重刺激下,聚合物溶液表現出了紅色、紫色和紫紅色的多色顯示。而關環二芳基乙烯與開環羅丹明間存在的FRET效應也賦予了聚合物可以通過光響應調節力響應熒光信號的性質。

 

 

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此外,一系列超聲實驗及理論模擬結果也表明,單鍵連接的兩個羅丹明在力的作用下是逐個開環的,可以通過調節聚合物的受力大小(改變聚合物鏈長度、超聲時長、超聲振幅等)改變單開環形式與雙開環形式的相對分布,并通過比率熒光信號實時監測。

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本工作巧妙地將光響應基團引入力敏聚合物實現多重刺激響應及多色轉變,為新型智能材料的開發和力學探針的深入研究開辟了新的思路。

文信息

Multicolor Chromism from a Single Chromophore through Synergistic Coupling of Mechanochromic and Photochromic Subunits

Weiye He,?Prof. Yuan Yuan,?Dr. Mengjiao Wu,?Xinxin Li,?Yanbing Shen,?Zhiyu Qu,?Prof.?Dr. Yulan Chen

文章的第一作者是天津大學博士生何偉業,通訊作者為吉林大學陳于藍教授。主要合作者還有天津大學袁媛副教授。該工作受到了國家自然科學基金的支持。

Angewandte Chemie International Edition

DOI:?10.1002/anie.202218785

 

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