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偶氮基聚酯材料:光控聚合物结晶态-无定形态可逆转变

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自然界中包含了丰富多彩的光响应系统。通过光敏性成分捕捉光信号并将其转化为光化学信号,就可能实现化学反应的调控。偶氮苯官能团作为一种常见的光响应基团,能够通过不同波长的光照辐射,当量的实现顺式到反式构型的可逆转变。而将偶氮苯基团引入到聚合单体中,则能够制备出具备光响应性的聚合物,这在材料科学,药理学和超分子化学中具有广泛的研究价值。

近日,精细化工国家重点实验室吕小兵教授通过含有偶氮苯基团的环氧烷烃单体与环状酸酐的对映选择性聚合,制备出了主链全同结构的偶氮基聚酯材料。其中,所有带有反式偶氮苯官能团的聚酯均为典型的半结晶性材料,拥有153231oC的熔点,而相应的顺式偶氮苯聚酯材料均表现为无定态。通过光照辐射,他们成功的诱导偶氮苯官能团实现顺式-反式的可逆转变,即可光控实现聚合物由结晶态到无定态的可逆转变。此外,通过1:1混合相反构型的反式偶氮苯聚酯则能够制备出相应的立体复合材料,并表现出与单一构型聚酯材料完全不同的结晶性。有趣的是,该偶氮基聚酯的立体复合物也能够通过光控过程实现结晶态到无定态的可逆转变。

该工作近日发表于Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, doi.org/10.1002/anie.202104750,并被该杂志选为Hot Paper,文章第一作者为李杰博士,通讯作者为吕小兵教授。该项目得到了国家自然科学基金重大项目子课题以及重点国际合作研究项目(NSFC, Grants 21690073, 21920102006)的支持。






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