大分子昆士兰大学彭慧水溶性光热双重响应的共聚物和水凝胶

　　【科研摘要】
　　能够发光转换的光敏聚合物由于其在荧光图案，生物成像，光学数据存储和防伪中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。最近， 昆士兰大学 彭慧 和 Andrew K. Whittaker 教授团队开发了甲基丙烯酸1-萘酯和低聚乙二醇乙二醇甲基丙烯酸甲酯[P（1-NMA-co-OEGMA）]的水溶性共聚物，该共聚物在紫外线照射后的荧光发射波长上发生了显着变化。辐照甲基丙烯酸1-萘酯基团导致光-Fries重排以形成羟基芳基酮，该羟基芳基酮通过激发态分子内质子转移（ESIPT）和激发态质子转移（ESPT）在475 nm处显示出强发射。重排后所得的最大荧光发射位移从338 nm移至475 nm，可以潜在地用于荧光图案化。
　　此外，共聚物在水溶液中对热敏感。共聚物的较低临界溶液温度（LCST）取决于疏水性甲基丙烯酸1-萘酯单元的含量。炸薯条的重排导致极性更强的结构，从而将LCST移至更高的温度。值得注意的是，共聚物水凝胶的温度触发的体积相变有选择地＂关闭＂了由ESPT机制产生的荧光，而ESIPT发射不受影响。
　　作者证明了通过将共聚物涂覆到各种基材上而形成的膜可以选择性地图案化以形成荧光强度的梯度。这些通用的P（1-NMA-co-OEGMA）共聚物易于制备，成本低，具有有效的光开关性能，并具有优异的水溶性，因此可确保在许多重要领域中的潜在应用。相关论文以题为Photo/Thermal Dual Responses in Aqueous-Soluble Copolymers Containing 1-Naphthyl Methacrylate发表在《 Macromolecuels 》上。
　　【主图导读】
　　图1.  乙酸1-萘酯光谱图
　　图2 共聚物表征
　　图3 .（a）透明基板表面上的光反应性聚合物薄膜的荧光图案示意图；（b）在不同激发波长下，P（1-NMA）83-co-OEGMA180）的光-Fries重排示意图和玻璃和PET基板表面的荧光图案（紫外线照射：60分钟）；（c）在不同的激发波长下，P（1-NMA）186的光Fries重排示意图以及玻璃和PET基板表面上的荧光图案（紫外线照射：60分钟）。
　　图5. （a）通过改变紫外线照射剂量，以梯度方式形成荧光图案的示意图；（b）随温度变化荧光强度的示意图；（c）在不同温度和激发波长下水凝胶表面的荧光图谱发生变化。
　　参考文献 ：doi.org/10.1021/acs.macromol.1c00297
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