聚集诱导发光型超分子聚合物的构建及性能研究文献综述
摘要:作为非常重要的软物质材料,超分子聚合物凝胶代表了一个全新的概念和更复杂的凝胶体系。由于其具有可设计性,操作简单,纳米结构丰富,功能多样而备受关注。这种新型的超分子体系的构建,是基于多种非共价相互作用协同的多层次组装。即小分子构筑基元首先组装成为超分子聚合物,而这些非共价聚合物的多层次组装形成凝胶的纳米结构。超分子聚合物凝胶无论是在结构上,还是在性能上都具有很多崭新的特点。四苯乙烯(TPE)具有聚集诱导发光(AIE)效应,因结构简单、化学稳定性好、电子转移几率大及易修饰等特点,被广泛应用于固体荧光材料体系的构建中。本课题将四苯乙烯荧光基团引入到超分子聚合物中,构建具有AIE效应的超分子组装体,并且在高浓度下形成超分子凝胶,开发出运用协调驱动的自组装的精准、快速合成超分子荧光软材料的方法。拓展了超分子聚合物凝胶在刺激响应性智能材料领域的应用。
关键词:超分子凝胶; 聚集诱导发光效应; 主客体相互作用;自组装
一、文献综述
1引言
1987年,法国Louis Pasteus大学的莱恩教授提出超分子化学,超分子化学是研究两种或两种以上的化学组分(组装基元)通过弱键相互作用(如氢键、pi;minus;pi; 堆积、静电作用、范德华力、亲/疏水作用、配位键以及它们的协同作用等)缔合而成的具有特定结构和功能的分子聚集体的科学[1-4]。短短四十年,超分子化学已经发展成为21世纪最引人注目的研究领域之一。而作为超分子化学的一个分支,超分子聚合物集高分子化学和超分子化学[5]特点于一身,近几年发展也十分迅速。近二十年来,超分子凝胶作为一种新型的智能可控软材料也已经成为材料和化学研究的前沿和热点。
超分子凝胶是指通过氢键、疏溶作用、范德华力、库仑力、Pi;-Pi;堆积、金属配位和主客体作用等非共价键作用自组装形成纳米纤维,再通过纤维间的交织和缠绕形成具有空间分布的三维网络结构,从而将大量的溶剂分子束缚在其网络空间中,形成宏观可视的凝胶[6]。次价键力的动态可逆性,赋予了凝胶多重刺激响应[7]、形状记忆[8]、自修复[9]等性能,利用这些特性,可以对超分子凝胶的结构、形貌、性能进行设计调控,操作简单方便,避免了传统聚合物凝胶冗杂的合成步骤,繁琐的后处理。近年来,超分子凝胶被广泛应用于组织工程、药物载体、智能材料等领域。
2聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)效应
2001 年,唐本忠教授等发现了一系列噻咯衍生物在稀溶液中不发光而在浓溶液或固体时出强烈的荧光,他们把此现象命名为聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)效应[10]。从此兴起对AIE荧光物质研究的一大热潮。
