多重刺激响应荧光聚合物材料的制备及应用

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刺激响应型荧光材料由于其具有广阔的应用前景而受到越来越多的关注,如pH指示剂,温度监测器,粘度探针,机械发光材料等。近来,结合两种或两种响应以上的多响应性聚合物引起了学术界的关注。然而,响应三种或更多种刺激的多种刺激响应荧光系统的制备还不太常见。在本论文的第一部分,我们利用三级胺受限发光性质,采用1,4-二(2-羟乙基)哌嗪(BHEP)和聚丙烯酸(PAA)为原料,通过二者之间的静电相互作用,制成了荧光材料,并研究其在不同外界刺激下的荧光响应性。结果表明:1)随着温度的升高,BHEP/PAA的荧光强度随之下降,并在25 oC65 oC温度范围内呈良好的线性关系;2)在水蒸汽和挥发性有机酸(如甲酸、丙烯酸等)的刺激下,BHEP/PAA的荧光强度也会明显降低;3)该材料的荧光性能在挥发性有机胺中对乙二胺具有一定的特异性;4)该非共价荧光材料还具有优异的力学性能和自修复性能。在本论文的第二部分,我们采用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和乙烯基二茂铁(VFc)为单体,通过自由基聚合合成了PNIPAM-VFc。这种聚合物能够在水溶液中自发形成纳米粒子,并且能够对温度、H2O2和电场等多重外界刺激产生响应,发生形态变化。当荧光小分子(FITC)被包埋在纳米粒子中时,纳米粒子的形态变化可以进一步引起多重刺激条件下的荧光响应。结果表明:1)在温度升高的条件下,聚合物纳米粒子形态收缩,粒径变小,从而荧光放射增强;2)在过氧化氢的刺激下,聚合物纳米粒子形态膨胀,粒径变大,体系荧光变弱;3)在氧化电压刺激下,聚合物纳米粒子发生膨胀,粒径变大,其荧光发射发生猝灭。
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