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  聚電解質(zhì)在生物系統(tǒng)及生產(chǎn)生活中都扮演著重要角色，因此聚電解質(zhì)的合成及性質(zhì)探索對于仿生和開發(fā)新材料有著重要意義。傳統(tǒng)的聚電解質(zhì)合成方法主要通過對非離子型的聚合物進(jìn)行后修飾，然而后修飾的產(chǎn)率難以達(dá)到100%，造成的聚合物鏈段缺陷難以除去。某些聚電解質(zhì)通過偶聯(lián)反應(yīng)（如Heck和Sonogashira）得到，但是這些方法需要的離子型單體種類有限且昂貴。

  近日，香港科技大學(xué)唐本忠院士團(tuán)隊(duì)與華南師范大學(xué)胡祥龍研究員合作，開發(fā)出一種新型聚電解質(zhì)合成路線，成功制備出一系列多功能含氮陽離子的聚電解質(zhì)。該聚合路線以簡單易得的二炔、烯丙胺和極廉價(jià)的酸或鹽為原料，在空氣氛圍中一鍋法高效制備聚電解質(zhì)，產(chǎn)率高達(dá)99%。與傳統(tǒng)的聚電解質(zhì)合成方法相比，該方法無需對聚合物進(jìn)行后修飾，也不需要昂貴且種類有限的離子型單體。該方法不僅提供了新的聚電解質(zhì)合成策略，還豐富了聚電解質(zhì)的種類。

圖1. “一鍋法“聚合生成含氮陽離子的聚電解質(zhì)

  在聚合過程中原位生成的氮陽離子稠環(huán)有強(qiáng)烈的吸電子性質(zhì)，因此通過引入不同給電子性質(zhì)的單體，可以容易地調(diào)控所得聚電解質(zhì)的發(fā)光波長。由于所得聚合物具有固態(tài)發(fā)光性質(zhì)、優(yōu)異的加工性、折光指數(shù)高且可調(diào)控，他們是制備二維熒光光刻圖案的優(yōu)秀材料，并在先進(jìn)光電子器件中具有重要潛在應(yīng)用。

圖2. (A-C) 聚電解質(zhì)P1a/2d/3a的聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì); (D-E) 所得聚電解質(zhì)的固態(tài)發(fā)光性質(zhì); (F-I) 所得聚電解質(zhì)薄膜制備出的二維熒光光刻圖案

  此外，所得的含氮陽離子聚電解質(zhì)在白光照射下具有很強(qiáng)的單線態(tài)氧產(chǎn)生能力，有望用于光動力殺菌。文中以聚電解質(zhì)P1a/2e/3a為例證明了該系列聚電解質(zhì)可用于細(xì)菌成像和高效殺滅高致病性的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)。

圖3. 聚電解質(zhì)P1a/2e/3a用于對MRSA的體外成像及殺滅

圖4. 聚電解質(zhì)P1a/2e/3a在小鼠傷口感染MRSA的模型中殺滅細(xì)菌及促進(jìn)傷口愈合

  這一成果近期以“In Situ Generation of Azonia-Containing Polyelectrolytes for Luminescent Photopatterning and Superbug Killing”為題發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》上。文章的第一作者為香港科技大學(xué)的博士研究生劉曉琳和華南師范大學(xué)的碩士研究生李夢鴿，通訊作者為香港科技大學(xué)的唐本忠院士、林榮業(yè)教授和華南師范大學(xué)的胡祥龍研究員。

文章作者：

Xiaolin Liu#, Mengge Li#, Ting Han, Bing Cao, Zijie Qiu, Yuanyuan Li, Qiyao Li, Yubing Hu, Zhiyang Liu, Jacky W. Y. Lam*, Xianglong Hu*, Ben Zhong Tang*

文章題目：

In Situ Generation of Azonia-containing Polyelectrolytes for Luminescent Photopatterning and Superbug Killing

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04757

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