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浙大王立官网和俞豪杰副官网团队AFM:受贻贝启发的基于铁-儿茶酚复合物的近红外光触发形变聚合物
十博21-06-07  来源:十博科技

  近红外(NIR)光响应形变聚合物因其独特的光响应形状转变及驱动性能在驱动器、软体机器人、机械工程以及航空航天等领域有很好的应用前景。NIR光是一种可精确调控的刺激源,通过对光线的调控可以对光响应形变过程进行远程精准控制。目前NIR光响应形变聚合物主要通过在聚合物网络内引入一定量碳纳米管、石墨烯等具有光热转换效应的填料而制备得到,但该类方法面临填料团聚等挑战。填料团聚会显著影响聚合物网络的均一性,对所得NIR光响应形变聚合物的机械性能、形变性能以及光响应性等造成不利影响。


  近日,浙江大学王立官网和俞豪杰副官网课题组受贻贝粘蛋白化学启发,制备了一种不含光热转换填料的NIR光响应形变聚合物。该聚合物由儿茶酚(Catechol)封端的聚乙二醇(PEG-Dopa)与Fe(III)在碱性(pH=11)条件下经配位交联后制得(图1)。


图 1. 聚合物的制备及结构表征


  聚合物网络中形成的tris-Catechol-Fe (III) 配合物对NIR光有较强的吸收,使得聚合物表现出较强的光热转换能力。借助PEG链段的结晶/熔融相转变行为,所制备的聚合物具有较好的NIR光响应形变特性(图2)。此外,利用Catechol-Fe (III) 配位键在高温下的键交换,还可重塑聚合物的初始形状。鉴于该聚合物良好的光响应形变特性,对其在光控开关方面的应用进行了探索,发现所得光控开关有灵敏的光响应性能。


图2. 聚合物的光热转换性能、光响应形变性能


图3. 聚合物在光控开关方面的应用探索


  以上成果于近期发表在Advanced Functional Materials上,论文题目为NIR light-triggered Shape Memory Polymers Based on Mussel-Inspired Iron-Catechol Complexes,第一作者为浙江大学梁瑞雪博士,通讯作者为浙江大学俞豪杰副官网


  论文信息:Adv. Funct. Mater. 十博21, 2102621

  论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.十博2102621

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