基于孔雀绿衍生物的刺激响应材料

论文摘要

近年来,刺激响应材料由于其物理化学性质能够通过外界刺激进行调控,引起了人们越来越大的兴趣。通过将刺激响应基团引入到超分子体系中,可以实现超分子聚集体在外界刺激响应下的结构和性质的调控。本论文设计合成了两种末端为PEG的光响应孔雀绿分子（PEGn-MG-CN）。这种光响应孔雀绿两亲性分子由于同时具有疏水性的孔雀绿基团和亲水性的PEG基团,能够在水中自组装为囊泡结构。在UV光照后,孔雀绿基团由于发生光致变色反应,变为相应的亲水的带离域正电荷的孔雀绿基团,从而导致分子两亲性的变化,原来的分子聚集体发生解组装。由于上面的光致变色反应是可逆的,所以前面解聚集的分子聚集体可以再次形成。除了两亲性分子,刺激响应基团还可以被引入到表面功能化分子中。本论文设计合成了一种pH/UV双重响应的末端为孔雀绿的烷基硫醇分子（CN-MG-SH）,并将粗糙表面和化学修饰pH/UV响应分子相结合,进一步制备了新型的pH/UV双重刺激响应表面材料。这种表面材料在高pH条件下为接近超疏水,在低pH条件下为超亲水。同时,在UV光照下可以实现从超疏水到超亲水的转变。另外,本论文将刺激响应基团引入到高分子中,设计合成了一种水溶性的带孔雀绿基团的光响应高分子（poly-MG-AAm）。当没有外界刺激时,电中性的孔雀绿分子基团作为疏水基团,光响应高分子可以用来形成乳状液;在外界UV刺激条件下,中性的孔雀绿分子可以相应的电离为离域的正电荷,进一步可能导致高分子构象的变化,从而能够实现简便和快速的UV可控的从乳状液到凝胶的可逆转换。总之,通过将刺激响应材料引入到超分子体系中,本论文对不同的基于孔雀绿衍生物的刺激响应材料进行了系统研究,相关研究将便于我们进一步理解如何设计制备新的刺激响应表面材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 刺激响应材料的简介
• 1.2 在溶液中的刺激响应材料的研究进展
• 1.3 刺激响应表面的研究进展
• 1.4 刺激响应凝胶的研究进展
• 1.5 本论文的研究思路
• 第2章 光响应分子聚集体的可逆自组装与快速解组装
• 2.1 本章引论
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 药品
• 2.2.2 实验仪器设备
• 45-MG-CN 的可逆自组装与快速解组装'>2.3 PEG₄₅-MG-CN 的可逆自组装与快速解组装
• 45-MG-CN 分子的聚集体的形成'>2.3.1 PEG₄₅-MG-CN 分子的聚集体的形成
• 45-MG-CN 分子的聚集体的光致解离'>2.3.2 PEG₄₅-MG-CN 分子的聚集体的光致解离
• 45-MG-CN 分子的聚集体的再次自组装'>2.3.3 PEG₄₅-MG-CN 分子的聚集体的再次自组装
• 5-MG-CN 的可逆自组装与快速解组装'>2.4 PEG₅-MG-CN 的可逆自组装与快速解组装
• 5-MG-CN 分子的聚集体的形成'>2.4.1 PEG₅-MG-CN 分子的聚集体的形成
• 5-MG-CN 分子的聚集体的光致解离'>2.4.2 PEG₅-MG-CN 分子的聚集体的光致解离
• 5-MG-CN 分子的聚集体的再次自组装'>2.4.3 PEG₅-MG-CN 分子的聚集体的再次自组装
• 2.5 本章小结
• 第3章 pH/UV 双刺激响应表面：从超疏水到超亲水
• 3.1 本章引论
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 药品
• 3.2.2 金片基底的制备
• 3.2.3 药品具有表面粗糙结构的金片基底的制备
• 3.2.4 自组装单层膜的制备
• 3.2.5 实验仪器设备
• 3.3 pH/UV 双响应表面材料的制备与表征
• 3.3.1 CN-MG-SH 分子的表征
• 3.3.2 CN-MG-SH 平整金表面上的自组装单层膜的表征
• 3.3.3 粗糙表面上pH 响应表面的制备与表征
• 3.3.4 粗糙表面上UV 响应表面的表征
• 3.4 本章小结
• 第4章 UV 可控的从乳状液到凝胶的可逆、快速转变
• 4.1 本章引论
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 药品
• 4.2.2 乳状液的制备
• 4.2.3 SEM 样品的制备
• 4.2.4 pH 溶液的配制方法
• 4.2.5 实验仪器设备
• 4.3 光响应孔雀绿单层膜表面刺激响应材料的制备与表征
• 4.3.1 poly-MG-AAm 的表征
• 4.3.2 乳状液的制备
• 4.3.3 从乳状液到凝胶的可逆、快速转换
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果