近日,在國家自然科學(xué)基金和中國人民大學(xué)科學(xué)研究基金(理工類)支持下,理學(xué)院化學(xué)系王亞培課題組在聚合物近紅外光退火研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,研究成果在國際頂級(jí)化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201310714)上發(fā)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(fā)生松弛,進(jìn)行重新排布,從而優(yōu)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(tǒng)的聚合物退火方法,包括熱退火及溶劑退火,在實(shí)際操作中很難實(shí)現(xiàn)對(duì)材料進(jìn)行區(qū)域選擇性的退火;同時(shí),支撐聚合物的輔助基材在退火過程中也會(huì)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(zhuǎn)換,解決了聚合物難于實(shí)現(xiàn)區(qū)域性和選擇性相變的問題,為構(gòu)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(zhuǎn)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(jìn)一步拓展了近紅外退火的應(yīng)用范圍,發(fā)展了一種在紙張上構(gòu)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(zhì)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(fā)現(xiàn)該導(dǎo)電薄膜對(duì)低強(qiáng)度的近紅外光也具有靈敏的電學(xué)響應(yīng)行為,但在超過0.7 W/cm2的光照下,聚合物薄膜出現(xiàn)去質(zhì)子摻雜的現(xiàn)象,隨著光照時(shí)間的延長而逐漸變?yōu)榻^緣材料。研究表明,基于自身的光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng),聚苯胺納米線在去摻雜的同時(shí)也發(fā)生了交聯(lián)融合,不僅減小了網(wǎng)絡(luò)的孔徑同時(shí)也提高了薄膜的穩(wěn)定性。該工作解決了聚合物退火普遍存在的兩個(gè)問題并開發(fā)了聚苯胺薄膜的功能應(yīng)用:1、實(shí)現(xiàn)了薄膜的區(qū)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(duì)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(yīng)用于油水分離。
《德國應(yīng)用化學(xué)》由德國化學(xué)會(huì)和John Wiley & Sons, Inc.聯(lián)合出版發(fā)行,報(bào)道化學(xué)學(xué)科原創(chuàng)性研究成果,是國際化學(xué)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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