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??? 最近，化學(xué)化工學(xué)院在光響應(yīng)柱芳烴液晶材料研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，研究工作發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201500942)。該工作由王樂(lè)勇教授課題組與諶東中教授課題組歷時(shí)近3年的合作共同完成，博士研究生潘實(shí)和倪夢(mèng)飛為共同第一作者，諶東中教授和王樂(lè)勇教授為通訊作者。

??? 基于偶氮苯的光響應(yīng)材料(Photoresponsive materials, PRMs)可廣泛應(yīng)用于光控載藥與基因轉(zhuǎn)染、光驅(qū)動(dòng)的微機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及智能表面等諸多領(lǐng)域。常規(guī)的有機(jī)小分子偶氮苯衍生物在溶液中呈現(xiàn)光致順?lè)串悩?gòu)化或光致變色現(xiàn)象，但是由于分子間強(qiáng)的平行聚集現(xiàn)象(H-aggregation)，在體相或固態(tài)薄膜狀態(tài)時(shí)光響應(yīng)顯著減弱甚至完全被抑制。其中一重要策略是將偶氮苯作為側(cè)基引入聚合物，由于聚合物的優(yōu)異成膜性以及主鏈提供的自由體積使得偶氮苯聚合物薄膜或其體相材料呈現(xiàn)良好的光響應(yīng)特征，但合成高分子固有的分子量多分散性給其組成帶來(lái)某些不確定性。該項(xiàng)研究首次通過(guò)簡(jiǎn)單的Click反應(yīng)高效率地將偶氮苯介晶基元對(duì)稱地引入柱[5]芳烴，制備了4個(gè)和10個(gè)亞甲基間隔基的分子量分別為5507和6349的兩種結(jié)構(gòu)組成明確的大環(huán)柱芳烴偶氮苯液晶齊聚物，表現(xiàn)出優(yōu)異的成膜性和室溫溶液加工特點(diǎn)。由于柱[5]芳烴大環(huán)提供的充足自由體積，其體相材料及固態(tài)薄膜呈現(xiàn)快速光響應(yīng)特征和優(yōu)異的可回復(fù)循環(huán)特點(diǎn)（圖1）。通過(guò)偏振光或非偏振光化性光的垂向或傾斜一定角度輻照可以實(shí)現(xiàn)圖案化的表面制備以及表面自由能、濕潤(rùn)性等的方便調(diào)控（圖2），甚至通過(guò)偶氮苯的光控取向可誘導(dǎo)盤(pán)狀分子柱狀相的取向排布（圖3），實(shí)現(xiàn)智能表面控制或應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。

??? 該工作是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的合作成果，集有機(jī)化學(xué)學(xué)科王樂(lè)勇教授課題組在功能柱芳烴體系的設(shè)計(jì)合成與主客體識(shí)別方面的研究基礎(chǔ)(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10762-10769; 2013, 135, 10542-10549; Chem. Mater. 2015,?27, 1110-1119)與高分子化學(xué)與物理學(xué)科諶東中教授課題組在偶氮苯光響應(yīng)液晶及盤(pán)狀液晶光電功能材料研究方面的扎實(shí)積累(Macromolecules 2015, 48, 2388-2398; 2013, 46, 2916-2929. Chem. Eur. J., 2015, 21, 3671–3681. J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 2375-2386)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的實(shí)質(zhì)合作將研究工作推向具有重要應(yīng)用前景的學(xué)科交叉前沿領(lǐng)域。該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃以及國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金資助。

圖1、光照或熱處理驅(qū)動(dòng)柱[5]芳烴偶氮苯薄膜可逆順?lè)串悩?gòu)化 ??

圖2、光控圖案化表面修飾

圖3、柱[5]芳烴偶氮苯光控取向誘導(dǎo)盤(pán)狀分子柱狀相的取向排布