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西安工程大學武海良教授、姚一軍副教授 IJBM綜述：環境響應型天然高分子基熒光材料研究進展

2024-01-18 來源：高分子科技

近日，西安工程大學武海良教授、姚一軍副教授在天然高分子基pH響應型熒光材料方面取得新進展，在國際知名TOP期刊發表綜述論文。研究成果對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、人體生理指標監測等方面應用具有重要參考。

天然高分子基pH響應型熒光材料不僅具有熒光分子特殊的環境響應能力，同時具備天然高分子的環境友好、可持續、可生物降解、生物相容、易成形等優勢，已成為生命科學和化學交叉前沿領域重點關注的環境響應型功能高分子材料，在傷口愈合、汗液監測、安全防偽、水產品新鮮度檢測、金屬離子傳感等領域展現出極高的應用價值。纖維素、殼聚糖、蛋白質、木質素、淀粉等天然高分子結構上含有豐富的羥基、氨基、羧基活性基團，為熒光分子修飾提供了大量的反應位點；同時其高分子骨架“稀釋”效應可避免聚集熒光猝滅現象，提高環境響應型材料的熒光性。通常采用摻雜、靜電吸附、自組裝、化學鍵合、水熱等方法，將不同結構的pH響應型熒光分子如羅丹明、花青素、碳點、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響應型熒光材料，極大地促進了天然高分子在生物監測、信息存儲、工業環境、光學顯示等領域的發展。關于不同結構天然高分子對熒光分子發光性能的影響原理和pH響應特性未見過報道。

圖1 天然高分子基pH響應型熒光材料廣泛的應用領域示意圖

該工作綜述了近年來天然高分子基pH響應型熒光材料的前沿進展，重點概述了以纖維素、殼聚糖、蛋白質為基體的pH響應型熒光材料的制備原理與特點，介紹了發光材料的熒光特性、環境響應機理和應用情況，并對pH響應型熒光材料發展過程中遇到的挑戰和增長點進行展望。圖1為天然高分子基pH響應型熒光材料在安全防偽、智能可穿戴、食品新鮮度檢測等領域應用示意圖。本工作對從事環境響應型功能高分子的研究人員提供理論參考和技術支持。撰寫的綜述論文“Recent studies on proteins and polysaccharides-based pH-responsive fluorescent materials”發表在International Journal of Biological Macromolecules期刊。紡織科學與工程學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基金（52203125）等資助。

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

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（責任編輯：xu）

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