近年來,在國家自然科學基金委、科技部以及中科院的支持下,中國科學院化學研究所有機固體院重點實驗室的研究人員對響應性小分子凝膠開展了深入的研究,取得了一些有意義的研究成果。他們將化學、電化學等外界響應的基團引入到凝膠因子中,制備各種外界響應的小分子凝膠,相關的研究結果先后發表在J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 3092;J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16372;Langmuir, 2010, 26, 3165;Langmuir, 2010, 26, 11720;Langmuir, 2009, 25, 11436;Chin. J. Chem., 2010, 28, 622上。
例如,他們利用四硫富瓦烯基團可逆氧化還原特性,成功地制備了一種對氧化還原反應響應的有機小分子凝膠(J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16372)。在此基礎上,他們進一步設計、合成了含有四硫富瓦烯和偶氮單元的凝膠因子,實現利用氧化/還原反應和紫外/可見光對Sol-Gel相變的可逆調控,構筑了一個多元響應的小分子凝膠(J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 3092)。
研究人員還利用Sol-Gel的可逆相變以及其他外界的影響調控凝膠因子的聚集態,實現調控單組份/多組份小分子凝膠的光物理、光化學等性質,相關的研究結果發表在Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3244;Adv. Funct. Mater., 2010, 20, 36;Langmuir, 2007, 23, 1478;Langmuir, 2007, 23, 9195;Chem. Phys. Lett., 2009, 475, 64; Chem. Phys. Lett. 2006, 428, 130上。
一些有機小分子能在很低的濃度下(一般低于2wt %),通過分子自發地聚集、組裝成有序結構,使有機溶劑凝膠化,形成有機小分子凝膠。與傳統的由共價鍵交聯形成三維網狀結構的高分子或生物凝膠不同,有機凝膠具有熱可逆性和對外部環境變化敏感的特性。人們可以根據需要在小分子凝膠因子結構上引入可調控基團或可反應基團, 制備能夠對外界刺激(熱、光、電、磁或pH等)自身能發生特性響應的智能型有機小分子凝膠。由于這類智能凝膠具有誘人的特性,有望作為嶄新的“軟材料”應用在制備各種傳感器、光開關、生物材料以及藥物載體等領域中,因此響應性小分子凝膠已受到研究人員的廣泛重視。
化學所響應性有機小分子凝膠研究取得新進展