【摘 要】
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刺激响应型材料在智能传感、催化、防伪科学、信息加密、纳米技术和生物学等领域的应用越来越广泛,受到众多研究者的关注。为此,本论文以温度传感、光开关等功能为导向,采用具有独特的光电性质的苝二酰亚胺衍生物为主体,在其两端用两亲性基团修饰得到苝二酰亚胺超分子。研究了该物质在DMF/H_2O体系中的自组装行为以及温度对其自组装形成的荧光纳米粒子光谱性质的影响。此外,还将苝二酰亚胺衍生物与二芳基乙烯化合物通过
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刺激响应型材料在智能传感、催化、防伪科学、信息加密、纳米技术和生物学等领域的应用越来越广泛,受到众多研究者的关注。为此,本论文以温度传感、光开关等功能为导向,采用具有独特的光电性质的苝二酰亚胺衍生物为主体,在其两端用两亲性基团修饰得到苝二酰亚胺超分子。研究了该物质在DMF/H2O体系中的自组装行为以及温度对其自组装形成的荧光纳米粒子光谱性质的影响。此外,还将苝二酰亚胺衍生物与二芳基乙烯化合物通过一步细乳液聚合法制备了光开关荧光聚合物纳米粒子,探究了该光开关聚合物纳米粒子的响应性与抗疲劳性,并将其应用于在光可擦写图案领域。本论文的主要内容和结果如下:1.将具有两亲性的2-脲基-4[1H]-嘧啶酮巯基衍生物UPy-SH与苝二酰亚胺化合物DAC-PDI通过点击化学反应合成苝二酰亚胺超分子UPy-PDI-UPy,并利用相同的方法合成了结构类似的两种苝二酰亚胺化合物UPy-TPDI-UPy,TEG-PDI-TEG,结合核磁和质谱等表征手段对它们的结构进行了确认。进一步的光谱研究表明UPy-PDI-UPy固态荧光量子产率高于另外两种类似结构的苝二酰亚胺类化合物。2.利用UPy-PDI-UPy结构的两亲性特征,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与水的不同比例的混合溶液中自组装形成大小不同的系列超分子聚合物荧光纳米粒子。探究发现该超分子聚合物荧光纳米粒子对温度在20-80℃范围内具有良好的荧光比率响应性。将该温度刺激响应性的苝二酰亚胺超分子聚合物荧光纳米粒子与不同分子量的聚乙二醇在45℃下共溶于在DMF/H2O混合溶剂(v/v=50/50)中,冷却至室温得到一系列温度敏感型凝胶体系。结果表明,凝胶的荧光发射波长随着温度变化而变化,在低温下荧光呈淡红色,当凝胶转变为溶胶过程中,其荧光逐渐变为黄绿色。这种温度刺激响应性的超分子荧光纳米粒子有望作为一种温度响应的智能材料应用于药物控制释放领域。3.基于荧光能量共振转移(FRET)原理,以黄绿色荧光苝二酰亚胺化合物AC-PDI作为能量转移给体,以能级匹配的光开关分子二芳基乙烯化合物(DTE-DA)作为能量转移受体,通过一步细乳液聚合法制备了一种光开关荧光聚合物纳米粒子,同时分别用AC-PDI制备了一种稳定的荧光聚合物纳米粒子。然后把光开关荧光聚合物纳米粒子制作成荧光可擦写的薄膜材料,该荧光聚合物纳米粒子有望应用于防伪与信息储存等领域。
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