近期,華東理工大學化工學院王義明特聘研究員與郭旭虹教授研究團隊報道了一類可靈活調控溫敏類型的超分子聚合物水凝膠材料,并將其成功地應用于對熒光模型信號的切換控制。相關研究結果以“Mineralized Supramolecular Hydrogels Bearing Tunable Thermo-Responsiveness”為題發表在高分子領域權威期刊Macromol. Rapid Commun.上,并被選作當期的封面論文。
利用有機無機雜化組裝的手段,一系列仿生雜化超分子材料應運而出,并表現出了廣闊的應用前景。然而,目前所合成的大部分有機無機雜化組裝材料缺乏對外界環境的響應性,其應用范圍也因此受到了限制。王義明研究員與郭旭虹教授團隊利用無定型碳酸鈣納米粒子與聚丙烯酸分子進行原位組裝制備出了一系列具有溫度響應性的超分子水凝膠材料,并且可以通過調節無定型碳酸鈣納米粒子的含量,對所制備水凝膠材料的溫度響應類型進行靈活的調控,使其分別表現出最高臨界溶解溫度(UCST)、最低臨界溶解溫度(LCST)以及兼具UCST和LCST的特性。此外,該團隊還進一步設計了一種基于LCST和UCST水凝膠的二進制紫外信號切換控制系統,通過控制外界溫度,對紫外光在兩種水凝膠中的透過率進行控制,從而實現對目標熒光信號的切換。該項研究工作不僅創新性地發展了一種簡單的、利用超分子雜化組裝的方式制備具有多重溫敏性的超分子水凝膠材料,還通過溫度控制型熒光信號切換模型系統的建立展示了具有刺激響應性超分子雜化組裝材料的應用潛質。
該工作第一作者為華東理工大學化工學院博士生王煜,通訊作者為學院王義明特聘研究員和郭旭虹教授。上述工作得到了國家自然科學基金、華東理工大學創新人才項目基金、中央高校基本科研業務費專項基金以及新疆兵團科技重點項目的支持。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/marc.201900516
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