近日,在國家自然科學基金和中國人民大學科學研究基金(理工類)支持下,理學院化學系王亞培課題組在聚合物近紅外光退火研究領域取得重要進展,研究成果在國際頂級化學期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201310714)上發表,并被選為封面論文做了專門介紹。
聚合物退火旨在使高分子鏈發生松弛,進行重新排布,從而優化聚合物的某些性能或者控制聚合物的微相分離。但是傳統的聚合物退火方法,包括熱退火及溶劑退火,在實際操作中很難實現對材料進行區域選擇性的退火;同時,支撐聚合物的輔助基材在退火過程中也會受到一定程度的破壞。王亞培課題組巧妙地利用近紅外光熱轉換,解決了聚合物難于實現區域性和選擇性相變的問題,為構筑形變聚合物粒子及功能聚合物超薄膜提供了一種新思路。前期工作中,他們利用光熱轉換的概念,完成了聚合物粒子近紅外光照下的可控形變(參見Particle 2013, 30, 235-240; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10623-10629)及近紅外光的遙感檢測(參見ACS Macro Letter 2014, 3, 86-90)。
該封面工作中,他們進一步拓展了近紅外退火的應用范圍,發展了一種在紙張上構筑功能性聚苯胺薄膜涂層的新方法,為制備柔性紙器件開辟了一種新途徑。他們將質子摻雜的聚苯胺納米線通過抽濾的方法沉積在普通濾紙上,發現該導電薄膜對低強度的近紅外光也具有靈敏的電學響應行為,但在超過0.7 W/cm2的光照下,聚合物薄膜出現去質子摻雜的現象,隨著光照時間的延長而逐漸變為絕緣材料。研究表明,基于自身的光熱轉換效應,聚苯胺納米線在去摻雜的同時也發生了交聯融合,不僅減小了網絡的孔徑同時也提高了薄膜的穩定性。該工作解決了聚合物退火普遍存在的兩個問題并開發了聚苯胺薄膜的功能應用:1、實現了薄膜的區域性退火,從而簡便制備出具有高靈敏度的傳感陣列;2、避免了薄膜退火過程中對柔性襯底的損害,獲得了一種能單向通過水的薄膜,可成功應用于油水分離。
《德國應用化學》由德國化學會和John Wiley & Sons, Inc.聯合出版發行,報道化學學科原創性研究成果,是國際化學類最有影響力的刊物之一。2012年該刊影響因子為13.455。
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