科学家设计出一种新型偶氮苯高分子

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高分子材料已经广泛用于日常生活、科学研究和国防工业等。合成的高分子需要经过一定的加工才能成为塑料制品。塑料在加工过程中一般需要加热熔融或者使用有机溶剂溶解。加热熔融高分子可能会产生毒烟雾等副产物。溶剂溶解高分子则会导致一定程度的环境污染。

近日，德国马普高分子研究所（Max Planck Institute for Polymer Research）Si Wu（吴思）博士带领团队设计出一种新型的偶氮苯高分子。该高分子能通过光照实现可逆的固态到液体的转变。该偶氮苯聚合物具有稳定的反式异构体。其玻璃化转变温度（Tg）约为50℃。而该聚合在光照下可以转变成玻璃化转变温度为-10℃的顺式构型。可见光能将顺式异构体回复到反式。科学家使用了原子力显微镜、动态力学分析和差示扫描量热法等方法研究了该聚合物的光致可逆固态到液态的变化。由于具有如此低的玻璃化转变温度下，顺式结构表现出足够的流动性，有利于进行材料加工成型处理。该工作于近日在线发表于《自然—化学》上， Hongwei Zhou（周宏伟）、Changguo Xue（薛长国）和 Philipp Weis为该论文共同第一作者，吴思博士为本文通讯作者。

偶氮聚合物具有光控可变构型的特性，研究者照射具有不同波长的光可以把聚合物的一个结构的转换为另一个结构。反式异构偶氮聚合物吸收的365纳米波长的紫外线辐射导致改变成顺式构型的聚合物。在工业生产中，通过光照使反式构型改变成顺式构型结构，利用后者具有流动可加工的特性，进行结构形状的设计。然后到再通过照射530纳米波长的绿光使液态重新回复固体特性的反式异构型。这种聚合物制备方法，可以取代传聚合物工业中的加热熔融成型模式。

高分子化学家吴思说，使用这种材料有助于延长塑料的寿命。在任何划痕或切口的情况下，聚合物可以很容易地进行光愈合或者再加工使这种材料能再次使用。这种塑料的使用将改变实现塑料的循环利用，从而应对世界性的“白色污染”难题。

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来源：科学网

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