超分子材料:可再生热致变色超分子材料

必发365登录入口2017年3月6日讯  近日, 美国德克萨斯A&M大学的方磊教授团队与天津大学的Mark A. Olson教授团队合作,开发出了一种新型的热致变色材料。该材料采用缺电子与富电子的两亲分子,经自组装作用构筑而成。正如磁铁的两极一样,缺电子和富电子的分子在水相下智能组装而互不影响,最终形成复杂的纤维状水凝胶。得益于可逆的非共价键作用,这种热致变色材料展现出良好的水溶液加工和回收性能。具有热致变色性能的墨水,薄膜以及气凝胶都可以基于这种体系制备并根据需要加以回收。

超分子材料科学是一项处于近代化学、材料化学和生命科学交汇点的新兴研究领域,近年来引起了科学家及工程师们的极大关注。基于超分子化学原理而开发的新材料,具备有模组化、可逆、易操控、易加工等特性,展示出诱人的开发前景。

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超分子材料:可再生热致变色超分子材料

图一:a) 热致变色图案,气凝胶和薄膜。 b) 该热致变色材料具有良好的可再生性。

该材料的变色机理是由于在不同温度下调节有机配合物的电荷转移作用而引起的。因此,通过简单改变缺电子或富电子组分,该变色材料的颜色以及变色温度都可以进行操控(图二)。该工作为开发一系列可逆可再生的热致变色材料奠定了基础,同时为设计具有其它新颖性质及不同状态的超分子材料提供了新思路。

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图二:热致变色超分子材料机理示意图:在常温下材料颜色取决于给电子体和受电子体的电荷转移作用;温度升高后材料颜色取决于对离子和受电子体的电荷转移作用。采用不同的组分可得到具有不同热致变色性质的材料。

这一研究成果以内封面形式近期发表于Advanced Functional Materials杂志,并被Advanced Science News作为研究亮点报道,文章的第一作者是美国德克萨斯A&M大学的博士生袁天宇。文章的通讯作者方磊教授来自中国江西省,在美国得克萨斯州从事科研教育工作;而另外一名通讯作者Mark A. Olson教授来自美国得克萨斯州,却在中国天津扎根并从事科研教育工作。这种合作体现了科学无国界的精神,以及跨地域及跨国合作对于高水平科学研究的重要性。

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