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聚二炔是一类在理论和应用研究领域都引起广泛关注的共轭高分子。聚二炔自身优异的光学和电学性质,使其在非线性光学,光伏电池,生物医学等领域有着广阔的应用前景。除此之外,在外界刺激如热,pH,离子,应力,电场或磁场等作用下聚二炔会发生颜色的变化,使其非常适合设计成化学或生物传感器。其中聚二炔的热致变色是研究的最为深入而广泛的一种环境响应变色,但是一般聚二炔材料的热致变色过程往往并不可逆,这极大地限制了材料的重复使用。为了制备可逆热致变色的聚二炔材料,往往需要精确控制二炔分子的结构与相互作用力。具体而言,材料的可逆需要聚二炔的侧链之间存在强相互作用,这往往需要化学合成新的二炔分子；或者将聚二炔的侧链固定在热稳定的固相基质上,比如硅,碳管或者高分子。同时以上的化学或物理改性都不能破坏二炔分子的有序排列,否则二炔分子不能聚合。以上这些条件的限制使得报道的具有可逆变色性质的聚二炔材料非常少。在本研究论文中,我们制备了两类能实现完全可逆热致变色的聚二炔纳米复合物。我们研究了材料可逆变色的机理以及影响可逆性的各种因素,另外我们也提出相应的模型来解释该可逆过程。本论文包括以下两个部分：1.聚二炔酸-三聚氰胺纳米晶热致可逆变色体系在本工作中,我们报道了一种制备商品化二炔(10,12-二十五碳二炔酸,PCDA)-三聚氰胺(MA)纳米晶的方法。PCDA-MA纳米晶具有共晶的结构,而且其聚合产物可以实现完全可逆热致变色。因为PCDA分子与MA分子的作用较弱,MA分子自身有较强的结晶趋势,所以以往的方法并不能制备PCDA-MA共晶化合物。我们利用制备非共价键胶束的方法加上退火处理解决了这一问题。制备好的PCDA-MA晶体聚合之后得到聚二炔酸-三聚氰胺(PDA-MA)晶体。由于PDA的侧链都和MA分子作用使原本不可逆的PDA显示可逆热致变色。同时因为MA分子的高熔点而且易于形成二维氢键网络结构,所以MA非常适合做为二炔分子的支架使其固定在上面。我们发现合适的退火温度以及PCDA分子与MA分子之间的相互作用对PDA-MA的可逆变色起着非常重要的作用。2.聚二炔酸-稀土纳米晶热致可逆变色及可调节的荧光能量转移体系在本工作中,我们报道了一种简便又高效的制备具有可逆热致变色的聚二炔酸-稀土离子(PDA-Ln)复合物的方法。将稀土离子插入二炔酸(PCDA)晶体的层状结构中,随后在略高于PCDA晶体熔点下退火处理得到PCDA-Ln纳米晶。然后PCDA-Ln纳米晶拓扑聚合得到PDA-Ln纳米复合物,其中PDA侧链上的羧基与稀土离子通过非共价作用交联起来。该物理交联使得PDA主链在经历加热-冷却循环之后可以恢复原来的结构,所以PDA-Ln纳米复合物具有完全可逆热致变色的性能。同时,由于给体(稀土离子)的发射谱和受体(PDA)的吸收峰有一定的重叠,我们发现不同的稀土离子可以通过荧光非辐射能量转移的方式不同程度地增强PDA的荧光。