创建响应式硅胶弹性体

北京化学技术大学的科学家报告说,将AIE活性聚合物与硅胶基质结合在一起,可容易制造荧光硅酮弹性体。他们的发现已在《期刊》上发表ACS应用聚合物材料欧洲杯足球竞彩

学习:聚集诱导的发射硅酮弹性体具有多个刺激反应性。图片来源:pamir/shutterstock.com

研究背景

由于其特性以及在感测,生物成像和检测中的潜在应用,因此对荧光物质进行了广泛的研究。传统的发光化合物在稀溶液中具有强发光,但由于浓度淬灭效果和骨料引起的淬灭,固体和聚集体的淬火作用可能会遭受淬火作用。

对固态发射荧光材料的研究已试图解决这些问题。欧洲杯足球竞彩这些材料是通欧洲杯足球竞彩过使用化学和/或物理制造方法将发光材料纳入固体底物中来生产的,以制造有效的发射器。

TPE-OH,TPE-M和TPE-P的FT-IR光谱。

TPE-OH,TPE-M和TPE-P的FT-IR光谱。图片来源:Chen,J等人,ACS应用聚合物材料欧洲杯足球竞彩

有机硅弹性体具有较高的优势,例如生物相容性,化学惰性和增强的柔韧性。使用有理设计原理将荧光掺入有机硅弹性体中,可以产生无与伦比的功能的材料。欧洲杯足球竞彩

由于这些材料所具有的有希望的特性,近年来,越来越多的研究重点是制造荧光硅酮弹性体,科学欧洲杯足球竞彩家开发了几种材料。这些材料在生欧洲杯足球竞彩物成像,化学传感器,有机LED和探针领域具有广泛的应用潜力。

准备这些材料的最简单方法是使用物理掺杂将荧光分子引入弹性体底物中。欧洲杯足球竞彩但是,这些方法受到荧光分子的聚集的限制,导致基质内的分布不均匀。此外,这些分子可以很容易地从材料中迁移出来,从而降低稳定性和使用寿命和可重复性。

这可以通过将荧光分子与硅酮底物粘合在一起来克服。近年来报道的其他方法包括纳入微封装的聚合诱导的发射活性聚合物(AIE活性聚合物。)但是,这些方法很复杂,通常需要严格的处理环境。因此,需要更简单,普遍的方法。

筏聚合

RAFT聚合代表“可逆的添加裂缝链转移”聚合,是一种广泛探索的聚合方法。它已用于合成低多分散性和受控分子量的几种聚合物。与其他自由基聚合方法相比,筏聚合与广泛的单体兼容。

使筏聚合成为强大合成方法的另一种能力是生产具有不同结构体系结构的材料的可能性。欧洲杯足球竞彩聚合物可以通过梯度,块,梳子,超支和梯度架构合成。此外,可以使用RAFT聚合能够产生网络共聚物。

TPE-M的1H-NMR光谱。

1TPE-M的H-NMR光谱。图片来源:Chen,J等人,ACS应用聚合物材料欧洲杯足球竞彩

研究

作者提出了一种轻松的策略,用于产生有效且稳定的荧光硅酮弹性体,以改进先前报道的方法。在新论文中已经分析并参考了当前文献中的51项研究。

研究中的方法涉及将AIE活性聚合物掺入硅酮底物中。筏聚合用于制备AIE活性材料。欧洲杯足球竞彩使用此过程将含有四苯基乙烯(TPE)吊坠的乙烯基单体吊坠聚合。

研究中采用了几种技术来评估材料的发射率和机械性能。其中包括凝胶 - 渗透色谱,FTIR光谱,NMR光谱法,XRD,AFM和哑铃形样品的拉伸测试。

研究结果

对制备的荧光材料进行了详细的实验表征。欧洲杯足球竞彩这些表明,发射单元的分子运动受到硅胶基质和荧光大分子之间的聚合物链纠缠的限制。这克服了荧光分子迁移并释放到底物中的问题。

在研究中采用光谱和电子显微镜来分析材料。欧洲杯足球竞彩分析表明,发光剂在硅胶基质中具有良好的稳定性和分散性。材料荧光发射率的量子产量超过20%。作者还证明,结合效果使TPE分子形成聚集体,从而使它们具有明亮的荧光发射率。

作者还发现,可以调制有机硅弹性体的荧光性能。这是通过修改荧光大分子的聚集状态或分子量来实现的。

团队观察到的制备荧光弹性体的最有趣的特性是其多个可逆刺激反应。材料可以响应有机溶剂,温度和应变。这使其有可能应用于柔性大区域传感器中。

(a)THF/H2O混合物中TPE-P10的照片(0.05 mg/ml,FW:水分分数)和(b)站立24小时后这些悬架的照片。

(a)TPE-P的照片10在THF/H中2o混合物(0.05 mg/ml,fw:水分分数)和(b)站立24小时后的这些悬架照片。图片来源:Chen,J等人,ACS应用聚合物材料欧洲杯足球竞彩

总之

该论文证明了一个直接的过程,用于产生荧光有机硅弹性体,该弹性体在先前报道的制造策略上显着改善。此外,作者的方法可以被认为是一种普遍的策略。

作者表示,他们的信念是,他们的论文中提出的发现可以为未来的研究和开发荧光硅酮弹性体提供机会,并具有高级应用的潜力。这些应用中的主要主要是将这些荧光弹性体用作大区域柔性荧光传感器的潜力。

进一步阅读

Chen,J等。(2022)聚集诱导的发射硅酮弹性体具有多个刺激反应性ACS应用聚合物材料欧洲杯足球竞彩[在线] pubs.acs.org。可用网址:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsapm.2c00231

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

Reg Davey是英国诺丁汉的自由撰稿人和编辑。为新闻医学写作代表了他多年来一直感兴趣并参与的各种兴趣和领域的融合,包括微生物学,生物医学科学和环境科学。欧洲杯线上买球

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