四川大学王彩虹团队：水系偶氮苯基小分子光致异构调控大分子自组装

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聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）是一种典型的热响应聚合物，其在水溶液中具有低临界溶液温度（LCST）相行为（低温溶，高温不溶），有望应用于组织工程、传感器和离子识别等众多领域。将偶氮苯光敏基元通过共价键的方式引入PNIPAm可构建光控热响应行为，实现精准非接触式的刺激与响应。然而，由于偶氮苯阻聚性与自聚集等特性使得光响应温度难控。

四川大学化工学院王彩虹团队设计合成了亲水性偶氮苯基离子液体[Azo][BF₄]，以一种更为简单的方法实现了光控LCST相行为，且紫外照射条件下PNIPAm聚集，这与共聚物体系光响应恰好相反。研究发现cis-[Azo][BF₄]的存在削弱了PNIPAm与H₂O之间的氢键作用，促进了PNIPAm的聚集。随后，研究人员测试发现紫外照射使得体系传导率在室温下由5.28 mS/cm下降至0.16 mS/cm。这是由于[Azo][BF₄]会被包裹在PNIPAm聚集体中，有效阻断离子液体的迁移路径；可见光照射之后，[Azo][BF₄]被释放，聚合物伸展，导电率恢复，该过程多次可逆，有望用于光致断电等体系。

图1. 本研究中所使用的化学物质结构式

因此，该研究首次报道了水系偶氮苯基小分子光致异构调控了大分子的自组装过程，同时基于聚合物纳米自组装对离子液体的宏观性能进行了有效调控。该研究对于离子液体性能调控与聚合物自组装领域具有重要的意义。

图2. 本研究机理示意图

以上相关成果发表在ACS Macro Letters (ACS Macro Lett. 2020, 9, 825−829)。论文第一作者为四川大学化学工程学院硕士研究生李佩琪，通讯作者为四川大学化工学院王彩虹博士和日本横滨国立大学Masayoshi Watanabe教授。

论文链接：

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

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