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中科大吴思教授团队​JACS:发现新型可见光响应的动态键,中国塑料网,vlevle.com
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中科大吴思教授团队​JACS:发现新型可见光响应的动态键
2021年08月05日    阅读量:     新闻来源:中国塑料网 vlevle.com  |  投稿

动态共价键是一种能在特定条件下断开并复原的化学键。这种键的动态性质可以被用来构筑各种各样的响应性材料,生物材料,可修复材料,适应性网络以及其他类型的智能材料。一些动态键在黑暗环境中比较稳定,而光照可以诱导其发生断裂中国塑料网vlevle.com。这类动态共价键被称作光动态键。使用光调控的动态键可以实现刺激信号的非侵入性,具有较高的时空分辨率。目前,光动态键类型主要包括光诱导的可逆环加成,光致自由基产生及键交换,光控金属配体配位等。在这些类型的光动态键中,紫外光是最常用的光源。作为对比,可见光在有机及生物体系中更加适用。可见光的使用可以实现更少的光漂白以及光损伤等。此外,如何减少光致过程中的副反应也是需要考虑的问题。为了使用更长波长的调控光,许多基于Se的动态键被开发出来,例如Se-Se键,Se-S键,Se-Te键等。尽管如此,可见光诱导产生的Se自由基具有较高的反应性,可以和环境中的物种发生各种副反应。因此,发展一种能够避免副反应的可见光控制的动态键成为一个有意义的研究方向。中国科技大学吴思教授团队发现Ru-Se键是一种可见光诱导的可逆的化学键,并且其动态过程几乎没有副反应的发生。该工作以题为“Ru−Se Coordination: A New Dynamic Bond for Visible-LightResponsive Materials”发表在《J. Am. Chem. Soc.》上。


文章亮点:

1. 发现了Ru-Se键可以作为新型的可见光诱导的动态共价键。在黑暗条件下,与联吡啶及三联吡啶配体配位的Ru金属中心可以与甲基Se化合物的Se原子配位,使用530 nm的绿光照射可以诱导Ru-Se键打开,此时Ru与水分子配位。通过核磁共振氢谱,发现绿光照射120分钟即可使超过85%的Ru-Se键断裂。并且可以可逆的重复20次;

2. 通过核磁共振氢谱,没有观测到在Ru-Se键断裂和重新形成的过程中发生任何副反应;

3. 将这一动态键应用于调控组装体形貌,改变表面浸润性以及溶胶凝胶转变中。首先,制备了光响应两亲物、表面活性剂和聚合物凝胶。黑暗条件下,含有聚醚链的甲基Se化合物可以与带有长烷基链的Ru配合物通过Ru-Se键结合,组装成较小的囊泡,可见光照可以使Ru-Se键断裂,导致Ru配合物自身组装为碗状的组装体。另外,在基底表面修饰了一层Ru配合物使表面亲水,带有烷基链的Se化合物在黑暗中与Ru的结合使表面疏水,可见光照射导致Ru-Se键断裂,使表面重新亲水。将Se化合物与Ru配合物引入聚合物中,通过光致Ru-Se键的断裂及重新形成,可以调控聚合物的溶胶凝胶可逆转变。

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标签:化工应用技术中心精细化学品聚合物塑料
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