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《Angew. Chem., Int. Ed.》:具有温度刺激响应性可逆荧光变化的Diels-Alder交联网络
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  与传统的“聚集导致荧光淬灭(ACQ)”现象相比,“聚集诱导发光(AIE)”表现为荧光十博在聚集状态下荧光强度显著增加,这是由于在聚集态下,荧光十博内的基团自由运动在空间上受到限制,激发态的能量只能以荧光发射的方式进行耗散。基于AIE机理,构建具有对外部刺激动态响应的荧光可调聚合物材料在荧光传感器、生物成像、信息存储等方面都有着广泛的应用前景。然而,对于含有荧光基团的传统热固性材料,由于其不融不熔的特性,对于其荧光强度的调控较难实现。近年来,随着动态共价键化学的发展,将其引入到传统的交联聚合物材料后,可获得具有重复加工性、高力学性能等特性的聚合物材料,这一策略也为设计制备荧光性能可调的聚合物材料提供了新的思路。


  近日,中南民族大学姜宇副官网与沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)Nikos Hadjichristidis官网合作,将具有AIE效应的四苯基乙烯十博(TPE)引入到基于Diels-Alder(DA)反应的动态聚合物网络中,构建了具有温度刺激响应性的荧光可调聚合物材料(图1)。研究团队首先合成了二马来酰亚胺取代的四苯基乙烯十博(TPE-2MI),由于十博内光诱导电子转移(PET)效应的存在,该十博不具有荧光发射行为。将TPE-2MI用作交联剂与含有呋喃侧基的线形聚丙烯酸酯进行交联固化,随着马来酰亚胺基团与呋喃基团间DA环加成反应的发生,PET效应终止,TPE十博的AIE效应得到释放,聚合物交联网络荧光逐步增强(图2)。为了进一步明确交联聚合物的发光机理,该研究团队还制备了TPE掺杂的聚丙烯酸酯DA交联网络作为对比,该产物不具备荧光发射行为。这表明将TPE十博引入到交联网络结构中可有效限制其十博内基团自由运动能力,大大增强聚合物的荧光强度。由于DA加成反应的可逆性,TPE-2MI交联的聚合物能够展现出温度响应性的荧光可调性能(图3)。


图1. 基于DA/retro-DA反应的温度响应性交联诱导荧光材料


图2. 交联过程中荧光强度和玻璃化转变温度的变化


图3. 基于温度刺激响应的荧光“开/关”行为


  该工作近日以“Diels-Alder Polymer Networks with Temperature-Reversible Cross-Linking-Induced Emission”为题发表于Angew. Chem.(Angew. Chem., Int. Ed. 十博, 59, DOI:10.1002/ange.十博13183)。


  原文链接:https://doi.org/10.1002/ange.十博13183

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