黑色素是結構單元中含有酚羥基、氨基和亞氨基的一類大分子,其主要成分為聚多巴胺,具有光吸收、捕獲自由基以及光熱轉換等功能,且有極強的粘附性,可以粘附在幾乎一切材料表面。同時黑色素中活性基團可作為活性位點參與目標分子反應,因此較易實現(xiàn)對基材的表面修飾。黑色素可分為天然黑色素和人工合成類黑色素,天然黑色素可從動植物中提取,類黑色素由生物發(fā)酵或化學合成獲得。雖然它們的結構存在差異,但它們具有類似的物理化學性質。本論文基于黑色素的光吸收特性構建了紫外線屏蔽和光穩(wěn)定聚合物復合材料,設計不同微觀結構的黑色素實現(xiàn)紫外線屏蔽性能和透明性的調控;通過黑色素中活性基團與多種官能團分子間強相互作用力,制備了性能優(yōu)異的聚合物復合材料、仿貝殼材料以及智能熱促動器;并基于黑色素的光熱轉化特性及“機械退火”循環(huán)處理,制備了高機械性能的光誘導自修復聚合物復合材料。本研究將豐富黑色素的制備和聚合物改性等相關領域的理論研究,為建立高性能黑色素復合材料制備新方法提供必要的科學和技術基礎。具體研究工作如下:（1）將天然黑色素與聚乙烯醇（PVA）通過溶液共混法制備了紫外線屏蔽復合材料。添加少量的（0.5 wt%）黑色素,復合材料... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

（a）真黑素和棕黑素的生物合成方式

江南大學博士學位論文色素學家將重點轉向人工合成類黑色素。Deziderio 由過氧化素[1]。不過該反應需要進行 28 天，耗時較長。多巴胺是多巴的衍生物，與多巴具有同樣的性質，在堿性溶液巴胺納米粒子，其形成機制與天然真黑色素十分相似，以也稱多巴胺制備的類黑色素為多巴胺黑色素（dopa巴胺（polydopamine）[14-16]。

圖 1-3（a）聚多巴胺研究進展及（b）論文發(fā)表趨勢[20]ig. 1-3 (a) A brief timeline for the development of polydopamine. (b) The number of publications in teof polydopamine sorted by year.[20]學者基于天然真黑色素體內形成途徑提出類黑色素的“真黑色素”模型（如圖 1-5]，認為多巴胺首先形成醌，而后經(jīng)環(huán)化、重排得到 5,6-二羥基吲哚，5,6-二羥基吲易氧化形成 5,6-吲哚醌。5,6-二羥基吲哚和 5,6-吲哚醌均會在 2、4 和 7 等位點產(chǎn)生形成不同聚合度的低聚物同分異構體，最后通過反歧化反應得到類黑色素。由于類素難溶于水和常規(guī)有機溶劑，該“真黑色素”模型主要依據(jù)為紅外分析，還沒有更的實驗依據(jù)。Bielawski 等[21]并不認可“真黑色素”模型，他們認為 5,6-二羥基吲哚和 5,6-吲哚為多巴胺氧化聚合的最終生成產(chǎn)物，它們之間并不會發(fā)生化學反應形成共價鍵，而過氫鍵、電荷轉移、π-π 堆積等非共價作用形成類黑色素粒子（圖 1-4b）。而 Lee認為類黑色素形成過程共價和非共價作用并存，部分 5,6-二羥基吲哚會遵循“真黑”模型發(fā)生化學交聯(lián)，另一部分則通過非共價作用與多巴胺單體自組裝形成類黑色圖 1-5）。


本文編號：3245913