光致固液转变高分子

袁晨瑞; 许文聪; 梁烁丰; 吴思

doi:10.11777/j.issn1000-3304.2020.20112

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

光致固液转变高分子

专论 | 更新时间：2021-01-26

- 光致固液转变高分子
- Polymers for Photoinduced Reversible Solid-to-Liquid Transitions
- 高分子学报 2020年51卷第10期页码：1130-1139
- 作者机构：
  
  中国科学技术大学中国科学院软物质化学重点实验室合肥微尺度物质科学国家研究中心高分子科学与工程系　合肥 230026
- 作者简介：
  
  [ "吴思，男，1982年生. 2005年于中国科学技术大学高分子科学与工程系获得学士学位；2005 ~ 2010年，中国科学技术大学和德国马普高分子所联合培养博士生，并于2010年获得博士学位；2010 ~ 2012年，在德国马普高分子所做博士后；2012 ~ 2018年，在德国马普高分子所担任课题组组长. 主持过5项德国的科研基金，并于2016年在丹麦被授予了“欧洲华人十大科技领军人才”称号. 于2018年3月回到中国科学技术大学高分子科学与工程系担任教授. 研究方向为光响应高分子，包括偶氮苯类高分子、对可见光响应的金属配位超分子聚合物、基于上转换纳米粒子的近红外光响应材料等" ]
- 基金信息：
- DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2020.20112
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2020-9-1，
  
  网络出版日期：2020-7-30，
  
  收稿日期：2020-4-27，
  
  修回日期：2020-5-22，
扫描看全文
袁晨瑞, 许文聪, 梁烁丰, 吴思. 光致固液转变高分子[J]. 高分子学报, 2020,51(10):1130-1139.

Chen-rui Yuan, Wen-cong Xu, Shuo-feng Liang, Si Wu. Polymers for Photoinduced Reversible Solid-to-Liquid Transitions[J]. Acta Polymerica Sinica, 2020,51(10):1130-1139.
袁晨瑞, 许文聪, 梁烁丰, 吴思. 光致固液转变高分子[J]. 高分子学报, 2020,51(10):1130-1139. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20112.

Chen-rui Yuan, Wen-cong Xu, Shuo-feng Liang, Si Wu. Polymers for Photoinduced Reversible Solid-to-Liquid Transitions[J]. Acta Polymerica Sinica, 2020,51(10):1130-1139. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20112.

摘要

一些偶氮苯高分子可以在室温下发生光致可逆固液转变. 这些高分子中的偶氮苯基团能发生光致可逆顺反异构. 反式偶氮苯高分子是玻璃化转变温度(

)高于室温的固体. 在紫外光照下，反式偶氮苯高分子异构成顺式结构；而顺式偶氮苯高分子是

低于室温的液体. 顺式偶氮苯高分子在可见光照或者加热下可逆回复至反式，实现可逆固液转变. 与热致的固液转变相比，光致固液转变具有更高的时空分辨率，这使得偶氮苯高分子在功能材料领域有重要的应用前景. 本文介绍了光致可逆固液转变的偶氮苯高分子，讨论了其转变机理和设计原则，并介绍了偶氮苯高分子在自修复材料、黏合剂、光致驱动器、转移印刷和压印等领域的潜在应用.

Abstract

Light can induce reversible solid-to-liquid transitions of some azobenzene-containing polymers (azopolymers). These kinds of azopolymers have photoswitchable glass transition temperature (

Trans

and

cis

isomers usually have different

. The

values of

trans

azopolymers are above room temperature

which are solids. On the contrary

cis

azopolymers are liquid with

values below room temperature.

Trans

-to-

cis

isomerization occurs by UV irradiation. Visible light or heat can induce

cis

-to-

trans

isomerization. The performance did not change after dozens of reversible cycles. Compared with heat-induced solid-to-liquid transition

photoinduced reversible solid-to-liquid transitions have higher spatiotemporal resolution. The mechanism of solid-to-liquid transition was discussed in this article. Side-chain azopolymers are most studied up to now. The results show that the length of spacer and alkyl tail of an azopolymer is the key factor of whether it shows photoinduced solid-to-liquid transition. Different structures of main chain azopolymers also affect photo isomerization

which could be efficiently constructed by reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT)

atom transfer radical polymerization (ATRP) and ring opening metathesis polymerization (ROMP). Azopolymers are widely used in self-healing materials

adhesives

photo-actuators

micro-actuators

transfer printing

nanoimprint

lithography

etc

. In this feature article

recent progress of azopolymers in photoinduced reversible solid-to-liquid transitions is reviewed

their potential applications are demonstrated

and the remaining challenges in this field are discussed.

关键词

高分子偶氮苯光致固液转变玻璃化转变温度光响应

Keywords

PolymersAzobenzenePhotoinduced solid-to-liquid transitionGlass transition temperaturePhotoresponsive

references

Hartley G S. Nature , 1937 . 140 ( 3537 ): 281 - 281.

Hartley G S. J Chem Soc (Resumed) , 1938 . ( 0 ): 633 - 642.

Xu W C, Sun S D, Wu S. Angew Chem Int Ed , 2019 . 58 ( 29 ): 9712 - 9740 . DOI:10.1002/anie.201814441http://doi.org/10.1002/anie.201814441 .

Akiyama H, Yoshida M. Adv Mater , 2012 . 24 ( 17 ): 2353 - 2356 . DOI:10.1002/adma.201104880http://doi.org/10.1002/adma.201104880 .

Akiyama H, Kanazawa S, Okuyama Y, Yoshida M, Kihara H, Nagai H, Norikane Y, Azummi R. ACS Appl Mater Interfaces , 2014 . 6 ( 10 ): 7933 - 7941 . DOI:10.1021/am501227yhttp://doi.org/10.1021/am501227y .

Hu J, Li X, Ni Y, Ma S D, Yu H F. J Mater Chem C , 2018 . 6 ( 40 ): 10815 - 10821 . DOI:10.1039/C8TC03693Dhttp://doi.org/10.1039/C8TC03693D .

Uchida E, Sakaki K, Nakamura Y, Azumi R, Hirai Y, Akiyama H, Yoshida M, Norikane Y. Chem Eur J , 2013 . 19 ( 51 ): 17391 - 17397 . DOI:10.1002/chem.201302674http://doi.org/10.1002/chem.201302674 .

Zhou H W, Xue C G, Weis P, Suzuki Y, Huang S L, Koynov K, Auernhammer G K, Berger R, Butt H J, Wu S. Nat Chem , 2017 . 9 ( 2 ): 145 - 151 . DOI:10.1038/nchem.2625http://doi.org/10.1038/nchem.2625 .

Pipertzis A, Hess A, Weis P, Papamokos G, Koynov K, Wu S, Floudas G. ACS Macro Lett , 2018 . 7 ( 1 ): 11 - 15 . DOI:10.1021/acsmacrolett.7b00800http://doi.org/10.1021/acsmacrolett.7b00800 .

Weis P, Hess A, Kircher G, Huang S, Auernhammer G K, Koynov K, Butt H J, Wu S. Chem Eur J , 2019 . 25 ( 46 ): 10946 - 10953 . DOI:10.1002/chem.201902273http://doi.org/10.1002/chem.201902273 .

Akiyama H, Fukata T, Yamashita A, Yoshida M, Kihara H. J Adhe , 2016 . 93 ( 10 ): 823 - 830.

Ito S, Yamashita A, Akiyama H, Kihara H, Yoshida M. Macromolecules , 2018 . 51 ( 9 ): 3243 - 3253 . DOI:10.1021/acs.macromol.8b00156http://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b00156 .

Ito S, Akiyama H, Sekizawa R, Mori M, Yoshida M, Kihara H. ACS Appl Mater Interfaces , 2018 . 10 ( 38 ): 32649 - 32658 . DOI:10.1021/acsami.8b09319http://doi.org/10.1021/acsami.8b09319 .

Liu Y L, Chuo T W. Polym Chem-UK , 2013 . 4 ( 7 ): 2194 - 2205 . DOI:10.1039/c2py20957hhttp://doi.org/10.1039/c2py20957h .

Yoshie N, Saito S, Oya N. Polymer , 2011 . 52 ( 26 ): 6074 - 6079 . DOI:10.1016/j.polymer.2011.11.007http://doi.org/10.1016/j.polymer.2011.11.007 .

Ax J, Wenz G. Macromol Chem Phys , 2012 . 213 ( 2 ): 182 - 186 . DOI:10.1002/macp.201100410http://doi.org/10.1002/macp.201100410 .

Liu H, Xu B, Yang X, Li Z, Mo Z, Yao Y, Lin S. Compos Commun , 2020 . 19 233 - 238 . DOI:10.1016/j.coco.2020.03.014http://doi.org/10.1016/j.coco.2020.03.014 .

Zhou Y, Chen M S, Ban Q F, Zhang Z L, Shuang S M, Koynov K, Butt H J, Kong J, Wu S. ACS Macro Lett , 2019 . 8 ( 8 ): 968 - 972 . DOI:10.1021/acsmacrolett.9b00459http://doi.org/10.1021/acsmacrolett.9b00459 .

Chen M S, Yao B J, Kappl M, Liu S Y, Yuan J Y, Berger R, Zhang F A, Butt H-J, Liu Y L, Wu S. Adv Funct Mater , 2019 . 30 ( 4 ): 1906752 .

Lv J A, Liu Y, Wei J, Chen E, Qin L, Yu Y L. Nature , 2016 . 537 ( 7619 ): 179 - 184 . DOI:10.1038/nature19344http://doi.org/10.1038/nature19344 .

Xu B, Zhu C, Qin L, Wei J, Yu Y L. Small , 2019 . 15 ( 24 ): 1901847 DOI:10.1002/smll.201901847http://doi.org/10.1002/smll.201901847 .

Yang B, Cai F, Huang S, Yu H F. Angew Chem Int Ed , 2020 . 59 ( 10 ): 4035 - 4042 . DOI:10.1002/anie.201914201http://doi.org/10.1002/anie.201914201 .

Shin J, Sung J, Kang M, Xie X, Lee B, Lee K M, White T J, Leal C, Sottos N R, Braun P V, Cahill D G. Proc Natl Acad Sci USA , 2019 . 116 ( 13 ): 5973 - 5978 . DOI:10.1073/pnas.1817082116http://doi.org/10.1073/pnas.1817082116 .

Weis P, Wang D, Wu S. Macromolecules , 2016 . 49 ( 17 ): 6368 - 6373 . DOI:10.1021/acs.macromol.6b01367http://doi.org/10.1021/acs.macromol.6b01367 .

更多指标>

浏览量

181

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于偶氮苯聚合物的超分子手性开关

含偶氮苯侧链不对称分子刷聚合物的合成及其自组装研究

高分子免疫佐剂材料

调控非共价相互作用实现聚电解质膜内多孔形成的研究