蒽修饰表面活性剂/多金属氧簇复合物的光控自组装

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超分子自组装是以非共价键为基础,通过自下而上的方式构筑功能性有序聚集体的有效方法。设计、合成新颖的构筑基元并实现组装结构的动态调控和功能协同是当前超分子化学发展的新趋势。多金属氧簇(POMs)是一类尺寸均一、结构多样、功能丰富的单分子簇合物。以这类无机簇合物为构筑基元,利用离子自组装的方式可将功能性有机基团修饰到多金属氧簇表面,得到有机-无机杂化复合物。复合物在溶液中的组装行为、组装结构及相应的功能可以通过溶剂极性,温度,氧化还原等多种物理或化学刺激实现可控调节,这为发展多组分动态超分子组装体及智能材料提供了新的思路。本论文以静电相互作用为驱动力,将末端含蒽环的季铵盐表面活性剂与多金属氧簇复合获得了一类新型光响应的超分子复合物。研究发现,复合物在溶液中可自发组装形成结构有序的囊泡状超分子微球,并且组装体可通过光照实现结构调节。论文的研究工作主要包括以下三部分内容:1、设计、合成了末端含蒽环的表面活性剂,通过与多金属氧簇之间的静电相互作用得到了一种新型的光响应超分子复合物;2、复合物在有机相中组装成具有多层壳层结构的中空微球。在紫外光照下,复合物组装体从空心微球转变为实心球并伴随着多金属氧簇和蒽环之间的能量转移,从而导致蒽环的荧光淬灭;3、通过调节这类超分子复合物的两亲性,并利用溶剂挥发诱导自组装过程的策略,可将复合物从有机相转移到水相中,复合物在水相中组装形成多层囊泡状聚集体。进一步通过紫外光照可引起蒽环发生交联,从而提高了聚集体在水溶液中的稳定性。此外,以稳定的囊泡状聚集体为模板,结合多金属氧簇的光致变色性质可实现Ag纳米粒子的原位还原。这种新颖的超分子组装结构及其光控组装行为为发展具有刺激响应性有机-无机杂化材料提供新的模型体系。
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