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  聚電解質在生物系統及生產生活中都扮演著重要角色，因此聚電解質的合成及性質探索對于仿生和開發新材料有著重要意義。傳統的聚電解質合成方法主要通過對非離子型的聚合物進行后修飾，然而后修飾的產率難以達到100%，造成的聚合物鏈段缺陷難以除去。某些聚電解質通過偶聯反應（如Heck和Sonogashira）得到，但是這些方法需要的離子型單體種類有限且昂貴。

  近日，香港科技大學唐本忠院士團隊與華南師范大學胡祥龍研究員合作，開發出一種新型聚電解質合成路線，成功制備出一系列多功能含氮陽離子的聚電解質。該聚合路線以簡單易得的二炔、烯丙胺和極廉價的酸或鹽為原料，在空氣氛圍中一鍋法高效制備聚電解質，產率高達99%。與傳統的聚電解質合成方法相比，該方法無需對聚合物進行后修飾，也不需要昂貴且種類有限的離子型單體。該方法不僅提供了新的聚電解質合成策略，還豐富了聚電解質的種類。

圖1. “一鍋法“聚合生成含氮陽離子的聚電解質

  在聚合過程中原位生成的氮陽離子稠環有強烈的吸電子性質，因此通過引入不同給電子性質的單體，可以容易地調控所得聚電解質的發光波長。由于所得聚合物具有固態發光性質、優異的加工性、折光指數高且可調控，他們是制備二維熒光光刻圖案的優秀材料，并在先進光電子器件中具有重要潛在應用。

圖2. (A-C) 聚電解質P1a/2d/3a的聚集誘導發光性質; (D-E) 所得聚電解質的固態發光性質; (F-I) 所得聚電解質薄膜制備出的二維熒光光刻圖案

  此外，所得的含氮陽離子聚電解質在白光照射下具有很強的單線態氧產生能力，有望用于光動力殺菌。文中以聚電解質P1a/2e/3a為例證明了該系列聚電解質可用于細菌成像和高效殺滅高致病性的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA)。

圖3. 聚電解質P1a/2e/3a用于對MRSA的體外成像及殺滅

圖4. 聚電解質P1a/2e/3a在小鼠傷口感染MRSA的模型中殺滅細菌及促進傷口愈合

  這一成果近期以“In Situ Generation of Azonia-Containing Polyelectrolytes for Luminescent Photopatterning and Superbug Killing”為題發表在《Journal of the American Chemical Society》上。文章的第一作者為香港科技大學的博士研究生劉曉琳和華南師范大學的碩士研究生李夢鴿，通訊作者為香港科技大學的唐本忠院士、林榮業教授和華南師范大學的胡祥龍研究員。

文章作者：

Xiaolin Liu#, Mengge Li#, Ting Han, Bing Cao, Zijie Qiu, Yuanyuan Li, Qiyao Li, Yubing Hu, Zhiyang Liu, Jacky W. Y. Lam*, Xianglong Hu*, Ben Zhong Tang*

文章題目：

In Situ Generation of Azonia-containing Polyelectrolytes for Luminescent Photopatterning and Superbug Killing

全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b04757

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