【摘要】：光作為一種刺激方式,由于其具有高時(shí)空分辨和數(shù)字化管理等優(yōu)點(diǎn),為光開關(guān)材料的智能設(shè)計(jì)提供了可靠的基礎(chǔ)。光開關(guān)化合物二芳基乙烯以其優(yōu)異的光化學(xué)性能成為了目前研究的熱門方向�；诖�,本論文合成了幾種二芳基乙烯衍生物,并將其引入到聚合物體系中,系統(tǒng)地研究了它們的光開關(guān)性能,并對(duì)它們?cè)谛畔⒓用堋@示照明、邏輯門、細(xì)胞成像以及光可擦寫圖案等應(yīng)用進(jìn)行了一系列的探索。具體研究內(nèi)容如下:(一)基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)機(jī)理,以藍(lán)色熒光染料4-乙氧基-9-(2-烯丙基)-1,8-萘二甲酰亞胺(EANI)、綠色熒光染料4-氨基-7-硝基-甲基丙烯酸乙酯苯并[1,2,5]惡二唑(NBDME)、紅色熒光染料9-二乙氨基-5-氧基-苯并苯酚VA嗪-2-基丙烯酸甲酯(NRME)分別作為能量轉(zhuǎn)移給體,以能級(jí)匹配的光開關(guān)分子4,4'-(八氟環(huán)戊烯-1,2-基)雙(5-甲基噻吩-4,2-基))雙(亞甲基)二丙烯酸二乙二醇酯(DTEDA)作為能量轉(zhuǎn)移受體,通過細(xì)乳液聚合法制備了三種光開關(guān)熒光聚合物納米粒子,同時(shí)分別用EANI、NBDME、NRME制備了三種對(duì)光穩(wěn)定的熒光聚合物納米粒子。然后通過混合不同顏色的熒光聚合物納米粒子體系實(shí)現(xiàn)了在溶液和薄膜中從白光到全光譜發(fā)射的可逆調(diào)控。此外,光開關(guān)熒光聚合物納米粒子體系還成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密和光控發(fā)光二極管(LED)的應(yīng)用。(二)將具有光開關(guān)性質(zhì)的3-(3',3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氫吲哚]-1'-基)丙酸的螺吡喃衍生物(SP-COOH)引入到傒酰亞胺上,分別合成了具有綠色熒光的單取代2-(2-(5,6,12,13-四氯-9-(2-(2-((3-(3',3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氫吲哚]-1'-基)丙酰氯)氧)乙氧基)乙基)-1,3,8,10-四氧-9,10-二氫蒽并[2,1,9-def6,5,10-d'e'f']雙異喹啉-2(1H,3H,8H)-基)乙氧基)丙烯酸乙酯(SP-PDI-DA)和雙取代(((5,6,12,13-四氯-l,3,8,10-四蒽并[2,l,9-def6,5,10-d'e'f']雙異喹啉-2,9(1H,3H,8H,10H)-雙基)雙(乙烷-2,1-雙基))雙(氧))雙(乙烷-2,1-雙基)雙(3-(3',3'-二甲基-6-硝基螺[色烯-2,2'-二氫吲哚]-1'-基)丙酸甲酯)(SP-PDI)。此外,還合成了與之能級(jí)匹配的光開關(guān)分子雙(4-(丙烯酰氧基)丁基)4,4'-(八氟環(huán)戊烯-1,2-基)雙(5-甲基噻吩-2-羧基)(DTE-BA)。分別用SP-PDI-DA、SP-PDI與DTE-BA通過細(xì)乳液聚合制備了兩種光開關(guān)熒光聚合物納米粒子 PDI-SP-DTE 和 PDI-2SP-DTE。利用 FRET 原理,PDI-SP-DTE 和PDI-2SP-DTE可以在可見光和365 nm的紫外光交替照射下,納米粒子的熒光在綠色和紅色之間可逆切換,接著使用365 nm紫外光和254 nm的紫外光交替照射,納米粒子在紅色熒光和熒光猝滅之間可逆切換,實(shí)現(xiàn)紅色熒光的“開”和“關(guān)”。PDI-SP-DTE和PDI-2SP-DTE也可以直接在可見光和254 nm的紫外光交替照射下,納米粒子在綠色熒光和熒光猝滅之間可逆切換,實(shí)現(xiàn)綠色熒光的“開”和“關(guān)”。這種多波長調(diào)控的納米粒子實(shí)現(xiàn)了在溶液和薄膜中多層次熒光開關(guān)的可逆調(diào)控。另外,該光開關(guān)熒光聚合物納米粒子體系也成功地應(yīng)用于邏輯門、信息多層次加密以及細(xì)胞成像研究。(三)將具有光開關(guān)性質(zhì)的二芳基乙烯分子4,4'-(八氟環(huán)戊烯-1,2-基)雙(5-甲基噻吩-4,2-基))雙甲醇(DTE-CH2OH)引入到具有良好機(jī)械性能的聚氨酯(PU)里,采用一步縮聚反應(yīng)的方法制備了一種含有二芳基乙烯的光開關(guān)聚氨酯(DTE-PU)。相比于目前現(xiàn)有的光開關(guān)材料,包含二芳基乙烯的聚氨酯具有較好的透明度和力學(xué)性能,光響應(yīng)速度快,較好的耐疲勞性,表現(xiàn)出優(yōu)異的光開關(guān)性能,并成功地將其應(yīng)用在光可擦寫圖案和信息存儲(chǔ)領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O657.3;TQ317

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本文編號(hào)：2764933