光响应性偶氮聚电解质自组装研究

将3种侧链带有不同偶氮生色团的聚电解质,用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜.利用原子力显微镜(AFM)研究了自组装膜的表面形貌以及随着组装层数增加的变化.详细研究了在紫外光的照射下,薄膜内偶氮生色团由反式到顺式构型的光响应转变,以及在暗室中由顺式回复到反式构型的回复特性.与自组装膜的光响应性和相应的旋涂膜进行比较发现,其中的PNAPE/PDAC自组装膜没有明显的光色效应,而PEAPE/PDAC,PPAPE/PDAC具有明显的光色效应.在暗室中,随生色团的结构不同和在不同的凝集态中,由顺式回复到反式构型的速率明显不同.     

含偶氮苯侧链分子刷聚合物的合成及其光响应自组装

分子刷聚合物伸展的高分子主链、高密度的侧链和较低的侧链空间缠结,使其展现出独特的流变学、力学性能和特殊的分子聚集状态,在纳米技术、表面科学等领域有着广泛的应用前景.基于同时含有2-羰基溴与炔基基团的大分子试剂聚2-((2-溴代丙酰氧基)甲基)丙烯酸丙炔酯,引发偶氮苯丙烯酸酯单体的原子转移自由基聚合(ATRP)与叠氮功能...     

超支化偶氮大分子重氮盐静电层-层自组装膜的制备及光响应性研究

利用超支化偶氮大分子重氮盐作为聚阳离子,与聚阴离子PSSA进行静电层-层自组装,通过紫外光谱、椭偏仪和原子力显微镜等对体系自组装过程及自组装膜的表面形貌进行了表征.在线偏振488nmAr+激光的作用下,自组装多层膜可产生明显的光致二向色性,其取向有序度约为0.02.在干涉的Ar+激光作用下,多层膜表面可形成规则的表面起伏光栅结构.     

金表面偶氮苯自组装膜的光电化学响应

金表面偶氮苯自组装膜的光电化学响应王永强，王健，于化忠，蔡生民，刘忠范（北京大学化学与分子工程学院智能材料研究中心，北京，１００８７１）关键词偶氮苯，自组装膜，光致异构化，电化学偶氮苯基团特征的光致异构化及电化学响应在分子开关器件和超高密度信息存储等...     

光响应性超疏水偶氮苯自组装多层膜的制备及性质研究

近年来,偶氮苯类化合物的光学顺反异构现象已引起人们的广泛关注[1~7].在紫外光照射下,偶氮苯由反式结构转变为顺式结构,引起分子的偶极矩发生变化,导致分子的吸收光谱、尺寸及表面能等均发生变化[7].偶氮苯表面能的改变可引起其表面浸润性发生变化.据文献[1~4]报道,偶氮苯膜在紫外光照射前后接触角最大改变了11°.浸润性是固体表面的一个重要特性,主要受固体表面的化学组成和微观几何结构(粗糙度)影响[8~11].通常,与水的接触角大于150°的表面称为超疏水表面;而与水的接触角小于5°的表面称为超亲水表面.本文以2-(4-偶氮苯基苯氧基)丙烯酸…     

偶氮苯基两亲性聚合物的自组装行为研究进展

偶氮苯基两亲性聚合物结合了偶氮苯基团的光响应、酶响应、主客体识别特性和两亲性聚合物的自组装特性,能够在选择性溶剂中发生聚合物可控自组装行为,这使得其在药物控释、纳米技术和生物医学材料等领域受到了广泛的关注。本文从结构类型和合成方法出发,综述了新型偶氮苯基两亲性聚合物在溶液中的自组装研究进展,并对该领域的发展前景进行了展望。     

旋涂-逐层自组装制备光响应性聚丙烯酸酯类偶氮聚电解质多层膜

偶氮聚电解质的静电逐层自组装是实现偶氮聚合物功能性的重要手段,是制备诸如光存储材料、光开关材料和非线性光学材料等的新途径.因此,光响应性偶氮聚电解质的静电逐层自组装已引起了人们的广泛关注.静电逐层自组装通常在水溶液中进行,即通过基材在在水溶液中的交替浸渍和逐层     

离子自组装合成侧链型偶氮复合物及其聚集形态研究

用溶液聚合法制备了4-乙烯基吡啶与丙烯腈的无规共聚物(P4VP-r-AN), 采用¹H NMR, ¹³C NMR, DSC和FTIR等手段确定了其结构和组成. 粘度法测得其粘均分子量为1.06×10⁴ g/mol, 由其¹H NMR 谱峰面积估算得到4-乙烯基吡啶链段的质量百分含量约为87.1%. 以质子化的4-乙烯基吡啶-丙烯腈无规共聚物(P4VP^＋-r-AN)为模板, 与酸性间胺黄(MY)在水溶液中通过离子自组装, 制备了一种侧链型偶氮复合物(P4VP-r-AN/MY). 用¹H NMR, FT-IR, DSC, UV-Vis, SEM, TEM和HRTEM&EDS(高分辨率透射电镜与X射线能谱联用)等手段研究了该复合物的聚集形态及自组装过程. 研究发现MY通过静电相互作用复合到P4VP^＋-r-AN链上并发生聚集, 使复合物分子链聚集形成尺寸为10～200 nm的球形聚集体. P4VP-r-AN/MY中, MY与P4VP-r-AN的物质的量之比为0.575. HRTEM&EDS测试结果显示P4VP-AN/MY球形聚集体中硫元素的分布接近球形, 与聚集体的形状几乎一致, 表明MY分子在该组装物中主要以球形纳米聚集体的形式存在.     

离子自组装超分子荧光材料及其光致各向异性特性

采用离子自组装的方法,制备了侧链含有肉桂酸光敏基元和二苯乙烯荧光基元的新型超分子复合物PCAMSTIL.通过核磁共振(NMR)和红外光谱(FT-IR)表征了该超分子复合物的结构,并用热重分析(TGA)、紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FL)研究了其热稳定性和光学性能.将PCAMSTIL旋涂成膜,薄膜经过266 nm偏振脉冲激光辐照后,肉桂酸发生轴向选择的[2+2]加成,薄膜垂直于激光偏振方向的紫外可见吸收明显大于平行方向的吸收,证实薄膜具有取向性.取向薄膜的最大吸收二向色性取向值最大可达0.103,优于一般肉桂酸材料的取向性,肉桂酸分子的取向也引起二苯乙烯荧光分子的协同取向,荧光偏振发射比可达1.73.     

偶氮苯液晶嵌段共聚物薄膜自组装和光响应性研究进展

偶氮苯液晶嵌段共聚物(LCBCP)是指分子中含有偶氮苯液晶高分子的一类嵌段共聚物(BCP)。偶氮苯LCBCP因结合了BCP微相分离的特性、液晶高分子的液晶相结构以及偶氮苯基元的光响应性,在纳米技术、信息存储以及光子学等领域备受研究者的关注。本文概述了近年来偶氮苯LCBCP薄膜自组装及光响应性的研究进展,阐述了排除体积效应和聚合物的表面偏析原理及其对偶氮苯LCBCP薄膜组装结构的影响,介绍了不同光源类型,包括线偏振光、紫外光以及非偏振光,对偶氮苯LCBCP薄膜组装结构的光调控,并简要介绍了偶氮苯LCBCP薄膜的功能化应用。此外,本文还讨论了现阶段偶氮苯LCBCP薄膜自组装研究方面的挑战,并对未来的研究前景进行了展望。     

Mechanistic Insights into the Self-Assembly of an Acid-Sensitive Photoresponsive Supramolecular Polymer

The supramolecular polymerization of an acid-sensitive pyridyl-based ligand ( L₁ ) bearing a photoresponsive azobenzene moiety was elucidated by mechanistic studies. Addition of trifluoroacetic acid (TFA) led to the transformation of the antiparallel H-bonded fibers of L₁ in methylcyclohexane into superhelical braid-like fibers stabilized by H-bonding of parallel-stacked monomer units. Interestingly, L₁ dimers held together by unconventional pyridine–TFA N⋅⋅⋅H⋅⋅⋅O bridges represent the main structural elements of the assembly. UV-light irradiation caused a strain-driven disassembly and subsequent aggregate reconstruction, which ultimately led to short fibers. The results allowed to understand the mechanism of mutual influence of acid and light stimuli on supramolecular polymerization processes, thus opening up new possibilities to design advanced stimuli-triggered supramolecular systems.     

Self‐Assembly of Azobenzene Derivatives into Organogels and Photoresponsive Liquid Crystals

A new class of coil–rod–coil molecules with an azobenzene core was synthesized. They were found to form robust organogels in several organic solvents. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM), FTIR spectroscopy, UV/Vis absorption spectroscopy, ¹H NMR spectroscopy, and X‐ray diffraction (XRD) revealed that in these organogels, the molecules self‐assembled into a nanofiber network with an H‐type aggregation mode under the joint effect of π–π stacking, intermolecular hydrogen bonding, and van der Waals forces. Interestingly, the incorporation of the azobenzene mesogene into the rigid core led to photoisomerizable liquid crystal materials, which exhibited quick responsiveness to light and temperature, along with the trans–cis transition stimulated by UV light and heating.     

功能离子液体杂化固相纳米材料的制备及催化应用

离子液体是一种新颖的软功能材料,它既可以作为催化反应的绿色介质,也可以作为催化反应的活性组分,还可以作为一种客体的催化功能分子来修饰一些固相纳米材料。本文主要立足于多相催化材料的设计合成和应用的角度,结合近几年来一些新颖的固相纳米材料,系统地综述了功能离子液体对这些固相材料的杂化方法及其在催化应用中表现出的一些独特的催化性能。最后,对功能离子液体杂化固相纳米材料的研究现状进行了总结,并对将来可能的发展方向进行了展望。     

两亲性嵌段共聚物的合成及其在离子液体中的自组装行为

采用阴离子开环聚合法合成了两亲性嵌段共聚物PLA-PEG-PLA.用FT-IR,1H NMR和GPC等手段对嵌段共聚物的结构组成进行了表征.两亲性嵌段共聚物在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中能自组装成胶束,用透射电子显微镜观察了聚合物在离子液体中形成胶束的纳米结构.当疏水链长固定时,胶束的自组装形状主要依赖于亲水链的长度.两亲性共聚物在离子液体中可自组装成可控制结构的纳米胶束,这种纳米结构胶束在很多领域具有广泛的应用前景.     

自组装有机纳米功能材料

大量研究发现自组装材料可以具有导电、电致发光、光－电转换等优异功能。由简单到复杂的自发组装过程无处不在, 在此基础上已经制备出了功能化染料膜、有机/无机杂化结构的组装膜、传感器、太阳能电池、光通讯元件等功能膜材料和器件。通过分子自组装形成共价键合的、具有稳定和结构可控的材料结构在生物系统中是非常重要的,如今它已日渐成为非生物学研究的焦点,有理由相信它最终将成为一门重要的技术,帮助我们制造大量复杂有用的功能材料。本文介绍了有机自组装材料的结构、自组装方法及其在应用方面取得的一些进展。     

基于离子液体的炭材料制备、改性及应用

离子液体因其熔点低、液态温域宽、蒸气压低、热稳定性高、电导率高、电化学窗口宽、结构可设计及对许多化合物的亲和性等系列性能而引起人们广泛关注。离子液体在炭材料制备、改性领域展示出了良好的前景及巨大的应用潜力,可直接作为碳源,经过高温炭化实现杂原子掺杂制备多孔炭材料;离子液体也可充当反应介质和致孔剂,将生物质转化为多孔炭材料;此外,由于离子液体与炭材料相容性较好,可以用于多孔炭材料改性制备炭复合材料。基于离子液体的炭材料在电催化、超级电容器、吸附分离及生物医学等领域具有潜在的应用价值。本文总结了基于离子液体炭材料的制备、改性及应用最新研究进展,并着重介绍了其在能源和环境相关领域的应用。     

多酸层层自组装复合材料应用的研究进展

多金属氧酸盐(简称多酸)具有独特的分子结构、性质的多样性和可调性,其在磁学、光电化学、材料化学、催化和生物医学等领域均有着潜在的应用。 近年来,层层自组装技术被广泛用于多酸超薄膜组装,进一步拓展了多酸的应用范围。 本文主要介绍基于静电相互作用的层层自组装方法制备的多酸基功能性超薄膜复合材料(平面薄膜、中空微胶囊和微球)在光催化、电催化、光致变色、电致变色、磁学、气体传感和光电催化等领域的研究进展并对其进行了展望。     

光学活性偶氮苯自组装膜的制备及其蛋白吸附行为

研究了在紫外光作用下, 牛血清白蛋白(BSA)在偶氮苯自组装膜上光控可逆的吸附行为. 首先合成羧基偶氮苯衍生物, 并在金膜表面制备偶氮苯自组装膜, 采用紫外吸收光谱(UV)、原子力显微镜(AFM)观察偶氮苯衍生物的光学顺反异构现象以及偶氮苯自组装膜表面形貌的变化. 同时利用等离子体表面谐振仪(SPR)考察偶氮苯光学异构对牛血清白蛋白(BSA)在自组装膜表面上的吸附行为的影响. 结果表明, BSA在偶氮苯自组装膜表面的吸附作用主要来自于BSA分子与自组装膜之间的静电作用及亲疏水作用. 在紫外光作用下, 偶氮苯自组装膜可以实现光控可逆的牛血清白蛋白分子吸附行为.     

Photoresponsive Amphiphilic Macrocycles Containing Main‐Chain Azobenzene Polymers

Herein, the first example of photosensitive cyclic amphiphilic homopolymers consisting of multiple biphenyl azobenzene chromophores in the cyclic main chain tethered with hydrophilic tetraethylene glycol monomethyl ether units is presented. The synthetic approach involves sequentially performed thermal catalyzed “click” step‐growth polymerization in bulk, and Cu(I)‐catalyzed azide–alkyne cycloaddition (CuAAC) intramolecular cyclization from α‐alkyne/ω‐azide linear precursors. It is observed that such amphiphilic macrocycles exhibit increased glass transition temperatures (T_g), slightly faster trans–cis–trans photoisomerization, and enhanced fluorescence emission intensity compared with the corresponding linear polymers. In addition, the cyclic amphiphilic homopolymers self‐assemble into spherical nanoparticles with smaller sizes which possess slower photoresponsive behaviors in a tetrahydrofuran/water mixture compared with those of the linear ones. All these interesting observations suggest that the cyclic topology has a great influence on the physical properties and self‐assembly behavior of these photoresponsive amphiphilic macrocycles in general.