超分子水凝膠是一類通過非共價相互作用組裝得到的具有三維網狀結構的軟物質材料,非共價相互作用的動態(tài)性賦予了超分子水凝膠極好的刺激響應性能,在眾多領域展現(xiàn)出應用潛力,比如生物醫(yī)藥、柔性電子學、檢測器、軟體機器人以及制動器等。本論文工作重點在于:在凝膠因子設計過程中有目的的引入功能性基元,制備具有特定刺激響應性的超分子水凝膠體系。除此之外,我們還制備了雙組份凝膠網絡結構,研究其刺激響應性,預計了可能的應用方向。論文主要研究了以下三個方面:一、基于偶氮苯結構單元的水凝膠。我們設計合成了含羧基結構的兩種偶氮苯衍生物（ADPMA和ADPSA）作為凝膠因子。通過改變體系pH誘導兩種分子發(fā)生自組裝。ADPMA在酸性條件下能自組裝成凝膠,通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察分子在不同pH體系中的微觀形貌,并通過紅外光譜（IR）和小-廣角X射線衍射（SWAXS）推測成凝膠機理以及分子的排列方式。我們同樣對體系的光響應性能進行了研究,與傳統(tǒng)的基于偶氮苯結構單元的凝膠對紫外光照的響應不同,ADPMA在水溶液態(tài)時表現(xiàn)出偶氮苯經典的光致順反異構現(xiàn)象,而水凝膠態(tài)時對紫外光照穩(wěn)定,通過SEM,紫外-可見吸收光譜（UV-V... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?１９８７年諾貝爾化學獎獲得者

聚集誘導發(fā)光（ＡＩＥ）性質，紫外光照下，氰基二苯乙烯基團會發(fā)生光異構化，??組裝成納米管，分子經歷了光刺激的囊泡到納米管組裝結構的轉變。??在超分子自組裝體系中，凝膠表現(xiàn)出獨特的性質［１６］。凝膠因子的合理設計，??結構表征以及凝膠的性質研究己經成為超分子自組裝領域中越來越熱門的話題??之一。凝膠通過交聯(lián)網絡固定大量液體，根據交聯(lián)網絡結構形成機理的不同，凝??膠可以分為聚合物凝膠和超分子凝膠。聚合物凝膠主要是通過化學交聯(lián)構筑凝膠??網絡，而超分子凝膠的網絡結構主要依賴非共價鍵形成（圖１－２），能表現(xiàn)出刺激??響應性ｎ７，ｉ＼根據溶劑的不同，凝膠又可以分為水凝膠和有機凝膠，有機溶劑??的毒性在一定程度上限制了有機凝膠的應用范圍，而水凝膠是一種綠色安全的軟??材料，因此，探究水凝膠具有重要意義。??＊?ｃ?ｉ＊??ｍｍ??＿???Ｃｈ？ｍｌｃ＾ｙ?Ｃｈ？ｎｎ４￡？ｔ＾ｆ??ｌ？ｏｌｙｍ？＊ｏＷｌ？ｒ．?—？?Ｂｎｋｗｌ?ｆｉｂｒｗｊ＊?ｒｗｔｗｗｋ?Ｓ＾－．ｕｐｐＭＨｎＢ?ａｒｔ??ｅｓｔａｔｅ＃??Ｌ?ｉ?ｖｓ??圖１－２小分子凝膠因子的凝膠化過程（上），高分子鏈通過化學鍵交聯(lián)的凝膠化過程（下）。??１．２超分子水凝膠??水凝膠在很多領域都展現(xiàn)出廣闊的應用潛力，比如生物醫(yī)藥、柔性電子學、??檢測器、軟體機器人以及制動器等［１？２２］。水凝膠是一類擁有三維網狀結構的軟物??質材料［１９］，在流變學上同時表現(xiàn)出液體和固體的性質［２Ｑ］。按照凝膠劑的不同，??２??

２９?２８?３８?錄?ｍ?４Ｓ??？?ｍ?，?Ｔ？ｍｐ？ｒａｔｗｒ？?ＣＣ》??ｗ?，，．?一—？＇Ｃｏｏ／??〇ｌ?，，：?Ｚ?Ｄ?？?？３？？Ｃ??？?ｚ＇?．＇．?＆?鑛嚴??—ｌ??＊?？■＜?，．．．．．００?側卜??１?：一?．．．．．??，典－ｔ％?ｍ％?ｍ，?ｔ?ｍ％?ｔ?執(zhí)??８００Ｖｌ?＼?ｔ８?１？?〇？?ｅ?５８?１?雄?ＩＳ？?２００?２Ｓ０??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＾ｒａｄ／ｓ）?Ｔｉｍ＃?｛ｎ）??圖１－３?（ａ）熱響應超分子水凝膠ＣＢ［８］／ＢＭ－Ｆ１２７的形成過程以及相隨溫度的變化，（ｂ）不??同溫度下水凝膠的流變學數據（ｌ〇ｗｔ％，Ｔ＝１０％，ｆ＝１００ｒａｄ／ｓ），（ｃ）?Ｆ１２７－ＢＭ／ＣＢ［８］水凝??膠不同溫度下的頻率掃描，（ｄ）?Ｆ１２７－ＢＭ／ＣＢ［８］水凝膠的自恢復性能。??１．３．２光響應型水凝膠??和其它刺激相比，光作為刺激源具有明顯優(yōu)勢：非侵入性；不需要與反應體??系直接接觸；能在時間和空間上精確控制；響應速率快。光響應型水凝膠在微流??體，細胞培養(yǎng)，藥物傳遞和釋放，光電材料上都具有重要應用價值［３９］。超分子水??凝膠作出光響應可能會對多種化學反應產生影響，最常見的結構變化是將凝膠因??子轉變?yōu)榉悄z因子，從而導致凝膠－溶液的變化。也可能是光刺激下使凝膠網??絡發(fā)生改變，比如光誘導聚合作用會導致凝膠網絡強度增強。通常情況下，制備??光響應水凝膠的凝膠因子都具有光響應發(fā)色團，光響應發(fā)色團與其它功能基團連??接促進分子的凝膠化。發(fā)光團吸收特定波長的光，又通過其它方式轉換，導致光??反應的發(fā)生，對于光響應凝膠因子，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于葉綠素改性水凝膠的多波段偽裝基礎材料研究[J]. 吳晴晴,李寧,王吉軍,余松林.  防護工程. 2020(06)



本文編號：3108740