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近红外光吸收材料是一类能够有效吸收近红外光(0.700-2.5μm)并将其转化为热能或是其他形式能量的特种材料,这类材料已经广泛应用于节能环保和生物医学等方面研究。目前研究较多的近红外吸收材料有两大类:第一类无机材料,主要集中在贵金属纳米材料(金、银、钯等)、半导体纳米材料(铜基、钨基)、金属氧化半导体纳米材料(ITO、ATO、AZO等)以及碳材料(碳管、石墨烯),然而这些无机材料作为近红外吸收材料都有些不可忽略的问题,如金属纳米材料价格昂贵、无法降解、生物代谢差以及碳材料需要表面改性,过程复杂等。第二类是有机近红外吸收材料,其拥有良好的生物相容性、光学稳定性等优点,使其受到了广泛的关注与研究。这其中包括吲哚菁绿染料、聚苯胺、黑色素、聚吡咯等。聚吡咯作为一种有机共轭高分子拥有优良的近红外吸收性能和生物相容性,可以实现在节能环保和生物医学等方面的应用。本文利用一步分散聚合法合成了聚吡咯纳米颗粒,并将其用于隔热薄膜和智能微凝胶中。具体开展工作如下:第一部分:以吡咯为原料,去离子水为溶剂,聚乙烯醇(PVA)为稳定剂和FeCl3为氧化剂,通过一步分散聚合法制备聚吡咯(PPy)纳米颗粒。采用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、紫外可见吸收光谱等表征手段对制备的产物进行表征,证明制得的产物确为聚吡咯(ppy),分析观测到聚吡咯纳米颗粒(ppynps)(50nm左右)具有良好的分散性,并且其在近红外光区展现出很强的光吸收能力。此外,我们还测试了ppynps的光热转换能力。实验发现当ppynps的水溶液浓度为60μgml-1时,其在808nm(0.5wcm-2)激光下照射6分钟后,分散液的温度升高到87.5°c(Δt=64.5°c),而纯去离子水在相同条件下升高到27.7°c(Δt=4.7°c)。这说明,ppynps具有良好的光热转换性能。第二部分:我们设计了一种基于聚吡咯(ppy)纳米颗粒构筑的全高分子基紫外/近红外光屏蔽薄膜。在第一部分研究的基础上,我们将ppy与聚丙烯酸(paa)树脂混合,采用涂布/干燥的成膜方法制备一系列ppy-paa复合薄膜,这些薄膜具有良好的可见光透过性能,同时能够屏蔽紫外/近红外光。例如,一种厚度为0.34mm、聚吡咯比重为0.05%的复合薄膜,能够透过63.1%可见光,但是屏蔽47.2%的紫外光和80.9%的近红外光。以该薄膜作为一个暗室的玻璃窗涂层,在0.5wcm-2的模拟太阳光下照射1500s后,暗盒内部空气温度从室温25°c升高到33.9°c,该温差(8.9°c)明显低于同等条件下只有玻璃时的空气温度变化(15.7°c)。因此,ppy-paa全高分子基薄膜在新型环保的紫外/近红外光屏蔽薄膜材料中有着巨大潜在价值。第三部分:我们设计并合成了一种基于聚吡咯纳米颗粒的聚吡咯-壳聚糖-n-异丙基丙烯酸酰胺(ppy-pnipam/cs)智能复合微凝胶。首先通过无皂乳液共聚法,以壳聚糖(cs)作为大分子单体与n-异丙基丙烯酸酰胺(nipam)在水溶液中制备了50nm左右的CS-PNIPAM微凝胶。这其中用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,过硫酸铵(APS)作为引发剂。然后基于此微凝胶,采取了一步分散聚合法将2-5nm左右的聚吡咯纳米颗粒均匀生长/吸附在CS-PNIPAM微凝胶表面,构成PPy-PNIPAM/CS智能复合微凝胶。PPy-PNIPAM/CS智能复合微凝胶在近红外区域展现了较强的吸收,其相转变温度在38°C左右。并且,通过808nm的激光照射复合温敏性微凝胶,其表现出了良好的光热性能。含有60μg mL-1PPy的复合微凝胶在808nm激光下照射6分钟,其溶液温度升高115°C,而纯去离子水同等条件下只升高了6.9°C。因此,我们认为PPy-PNIPAM/CS智能复合微凝胶材料在光热诊疗材料中有着广泛的应用前景和巨大的潜在价值。