分會(huì)

第三十二分會(huì)：超分子組裝與軟物質(zhì)材料

摘要

小分子有機(jī)凝膠(LMWG)是有機(jī)小分子化合物通過氫鍵、π-π堆疊、范德華力和疏水作用力自組裝形成的。LMWG作為一種智能軟材料可以對(duì)多種外部刺激作出響應(yīng)，如pH值、熱、力、光和化學(xué)刺激等[1-3]，廣泛用于傳感器、藥物載體和驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域。但是，小分子有機(jī)凝膠的機(jī)械強(qiáng)度通常比較低[4]，其應(yīng)用場景具有局限性。已有研究表明，基于氰基二芳基乙烯的凝膠因子具有良好的自組裝能力、AIE特性以及光響應(yīng)性質(zhì)[5]。為了提高小分子有機(jī)凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，我們合成了新的喹啉取代的氰基苯乙烯衍生物。發(fā)現(xiàn)Z-FPhQLA ((Z)-2-(4-氟苯基)-3-(喹啉-4-基)丙烯腈)可以在丙酮/H2O (v/v = 1/1.3)中表現(xiàn)出最佳的成凝膠能力，低臨界凝膠濃度(CGC)低至0.11 wt%。有趣的是，所制備的基于Z-FPhQLA的凝膠可以從模具中取出，并形成自支持有機(jī)凝膠(FSOG)。FSOG的儲(chǔ)能模量在較低濃度(0.74 wt%)下可達(dá)104 Pa級(jí)別，表明其機(jī)械性能遠(yuǎn)高于絕大多數(shù)小分子有機(jī)凝膠。FSOG在外力作用下可以發(fā)生彎曲運(yùn)動(dòng)，撤去外力后可恢復(fù)至初始狀態(tài)，在彈性形變過程中不會(huì)發(fā)生斷裂。FSOG還可以被切割成任意形狀以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。FSOG在水中浸泡幾個(gè)小時(shí)后可轉(zhuǎn)化成自支持水凝膠(FSHG)。由于在FSHG表面形成了致密的薄膜，F(xiàn)SHG的機(jī)械強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高。此外，Z-FPhQLA具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能，所制得的干凝膠發(fā)射出明亮的藍(lán)色熒光。TFA (三氟乙酸)蒸氣可使Z-FPhQLA干凝膠的藍(lán)色熒光發(fā)生猝滅，干凝膠薄膜對(duì)TFA蒸氣的響應(yīng)時(shí)間為0.38 s，檢測限為0.43 ppm。這種多功能高強(qiáng)度小分子有機(jī)凝膠可應(yīng)用于藥物遞送、仿生等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞

喹啉取代的氰基苯乙烯;自支持有機(jī)凝膠;高機(jī)械強(qiáng)度;酸致變色;智能軟材料

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