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西安工程大學(xué)武海良教授、姚一軍副教授 IJBM綜述：環(huán)境響應(yīng)型天然高分子基熒光材料研究進(jìn)展

2024-01-18 來源：高分子科技

關(guān)鍵詞：環(huán)境響應(yīng)型 pH響應(yīng)型天然高分子熒光

近日，西安工程大學(xué)武海良教授、姚一軍副教授在天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料方面取得新進(jìn)展，在國際知名TOP期刊發(fā)表綜述論文。研究成果對(duì)利用紡織可再生資源（棉、麻、毛、絲、殼聚糖）加工綠色功能生物基高分子材料，以推動(dòng)其在高端安全防偽織物、海上救援可視化織物、人體生理指標(biāo)監(jiān)測(cè)等方面應(yīng)用具有重要參考。

天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料不僅具有熒光分子特殊的環(huán)境響應(yīng)能力，同時(shí)具備天然高分子的環(huán)境友好、可持續(xù)、可生物降解、生物相容、易成形等優(yōu)勢(shì)，已成為生命科學(xué)和化學(xué)交叉前沿領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)境響應(yīng)型功能高分子材料，在傷口愈合、汗液監(jiān)測(cè)、安全防偽、水產(chǎn)品新鮮度檢測(cè)、金屬離子傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值。纖維素、殼聚糖、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、淀粉等天然高分子結(jié)構(gòu)上含有豐富的羥基、氨基、羧基活性基團(tuán)，為熒光分子修飾提供了大量的反應(yīng)位點(diǎn)；同時(shí)其高分子骨架“稀釋”效應(yīng)可避免聚集熒光猝滅現(xiàn)象，提高環(huán)境響應(yīng)型材料的熒光性。通常采用摻雜、靜電吸附、自組裝、化學(xué)鍵合、水熱等方法，將不同結(jié)構(gòu)的pH響應(yīng)型熒光分子如羅丹明、花青素、碳點(diǎn)、熒光素、偶氮苯、菲羅啉、5-氨基-2,3-二氫酞嗪-1,4-二酮等引入到高分子基體上，加工成纖維、水凝膠、氣凝膠、溶液、膜、涂層等多種形式天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料，極大地促進(jìn)了天然高分子在生物監(jiān)測(cè)、信息存儲(chǔ)、工業(yè)環(huán)境、光學(xué)顯示等領(lǐng)域的發(fā)展。關(guān)于不同結(jié)構(gòu)天然高分子對(duì)熒光分子發(fā)光性能的影響原理和pH響應(yīng)特性未見過報(bào)道。

圖1 天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域示意圖

該工作綜述了近年來天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料的前沿進(jìn)展，重點(diǎn)概述了以纖維素、殼聚糖、蛋白質(zhì)為基體的pH響應(yīng)型熒光材料的制備原理與特點(diǎn)，介紹了發(fā)光材料的熒光特性、環(huán)境響應(yīng)機(jī)理和應(yīng)用情況，并對(duì)pH響應(yīng)型熒光材料發(fā)展過程中遇到的挑戰(zhàn)和增長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行展望。圖1為天然高分子基pH響應(yīng)型熒光材料在安全防偽、智能可穿戴、食品新鮮度檢測(cè)等領(lǐng)域應(yīng)用示意圖。本工作對(duì)從事環(huán)境響應(yīng)型功能高分子的研究人員提供理論參考和技術(shù)支持。撰寫的綜述論文“Recent studies on proteins and polysaccharides-based pH-responsive fluorescent materials”發(fā)表在International Journal of Biological Macromolecules期刊。紡織科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生薛囝囡和博士研究生王淼為共同第一作者，通訊作者為姚一軍副教授和武海良教授。該工作得到了國家自然科學(xué)基金（52203125）等資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.129534

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