具有多重不同寻常刺激响应的金属-有机凝胶

超分子凝胶是一类靠非共价键作用形成的多功能软物质,能够对一系列外界刺激(物理刺激和化学刺激)产生响应,因而成为新型机敏或智能材料的研究模型。最近,中山大学化学与化学工程学院的苏成勇教授、张建勇教授及其合作者在系统研究金属-有机配位作用导向的金属-有机凝胶的组装、结构和性能基础上,通过配位作用将光致变色结构基元引入超分子凝胶骨架,得到了具有多重不同寻常刺激响应性质的金属-有机凝胶体系。这项最新进展发表在Advanced Materials上(DOI: 10.1002/adma.201304404),报道了金属-有机凝胶对热和阴离子的响应性,以及光致变色和开关效应的结构-性能可逆变化关系等。

该研究得到了一种新型光致变色金属-有机凝胶,发现配位作用和其他超分子弱作用在凝胶体系中建立动态平衡,进而决定了凝胶对外界刺激的敏感性和可逆响应性。和一般超分子凝胶相反,该金属-有机凝胶在加热条件下形成,当温度下降时凝胶变回溶液状态,其可逆相变对加热时间具有“记忆效应”。而且,该金属-有机凝胶对不同配位强度的阴离子具有明显不同的响应性,尤其是弱配位阴离子可以较快地诱导凝胶-溶液相变。另外,该凝胶在光致变色的同时伴随着荧光的产生或猝灭,进而建立起光诱导的开环、闭环,热诱导的相变,结构转化诱导的紫外、荧光开关等多重可逆响应性。

这一研究结果表明,将金属-有机配位作用作为主要作用引入超分子凝胶体系有可能极大地丰富该类软物质的结构,并赋予超分子凝胶新的功能。

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