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  聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）是一種典型的熱響應(yīng)聚合物，其在水溶液中具有低臨界溶液溫度（LCST）相行為（低溫溶，高溫不溶），有望應(yīng)用于組織工程、傳感器和離子識(shí)別等眾多領(lǐng)域。將偶氮苯光敏基元通過共價(jià)鍵的方式引入PNIPAm可構(gòu)建光控?zé)犴憫?yīng)行為，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)非接觸式的刺激與響應(yīng)。然而，由于偶氮苯阻聚性與自聚集等特性使得光響應(yīng)溫度難控。

  四川大學(xué)化工學(xué)院王彩虹團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了親水性偶氮苯基離子液體[Azo][BF₄]，以一種更為簡(jiǎn)單的方法實(shí)現(xiàn)了光控LCST相行為，且紫外照射條件下PNIPAm聚集，這與共聚物體系光響應(yīng)恰好相反。研究發(fā)現(xiàn)cis-[Azo][BF₄]的存在削弱了PNIPAm與H₂O之間的氫鍵作用，促進(jìn)了PNIPAm的聚集。隨后，研究人員測(cè)試發(fā)現(xiàn)紫外照射使得體系傳導(dǎo)率在室溫下由5.28 mS/cm下降至0.16 mS/cm。這是由于[Azo][BF₄]會(huì)被包裹在PNIPAm聚集體中，有效阻斷離子液體的遷移路徑；可見光照射之后，[Azo][BF₄]被釋放，聚合物伸展，導(dǎo)電率恢復(fù)，該過程多次可逆，有望用于光致斷電等體系。

圖1. 本研究中所使用的化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)式

  因此，該研究首次報(bào)道了水系偶氮苯基小分子光致異構(gòu)調(diào)控了大分子的自組裝過程，同時(shí)基于聚合物納米自組裝對(duì)離子液體的宏觀性能進(jìn)行了有效調(diào)控。該研究對(duì)于離子液體性能調(diào)控與聚合物自組裝領(lǐng)域具有重要的意義。

圖2. 本研究機(jī)理示意圖

  以上相關(guān)成果發(fā)表在ACS Macro Letters (ACS Macro Lett. 2020, 9, 825?829)。論文第一作者為四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院碩士研究生李佩琪，通訊作者為四川大學(xué)化工學(xué)院王彩虹博士和日本橫濱國(guó)立大學(xué)Masayoshi Watanabe教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.0c00170