基于罗丹明的可见—荧光双模式水致变色染料的开发及应用

发布时间：2021-10-20 22:25

　　随着环境恶化、气候变暖等这些影响人类生存和发展问题的出现,保护环境、节约能源这一可持续的发展方式引起人们的日益关注。其中,由于纸张以及各类打印耗材使用所造成的破坏占有一席之位。因此,各国科学工作者也在积极探索,以便开发出可代替纸张的书写材料。近年来,越来越多的基于刺激响应体系的可重复书写材料被开发出来,我们课题组报道的无墨喷水可重复书写纸就是其中一项重要的突破。该可重复书写材料以绿色安全的水代替油墨进行喷水打印显色,实现打印内容的显示,同时通过控制纸张上水的保留和去除实现纸张的可重复使用,解决了办公室用纸等一次性用纸的浪费问题。而目前所开发的大多数喷水打印所生成的图像仅具有可见光下一种显色方式,然而,有些信息的传播记录涉及黑暗环境、防伪以及信息加密等,单一的可见光下显色不足以满足多样化的显示需求,因此,开发可见-荧光双模式的水致可重复擦写材料具有重大意义。在第二章中,我们在水致变色染料NH₂-Rh的基础上,对其进行修饰,修饰后的AM-Rh染料具有荧光和可见双重模式的水致变色性质。为了实现染料的功能多样化,提高AM-Rh染料的水溶性方便工业应用,我们通过自由基共聚的... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）可重复书写纸的四层结构的示意图

第一章 绪论方式制备的（图 1.2 a）。聚二乙炔本质上是一种超分子聚集体，其中密集的结构限制了主链骨架的构象迁移，形成大面积的且有效的 p-轨道重叠。因此DA 在 650 nm 附近有一个与蓝色相对应的最大吸收。当聚集的蓝色超分子 PD接触到合适的溶剂时，完全分解成单个的聚二乙炔，它们的侧链可以自由旋转时，发生一个从蓝色到黄色的颜色变化。但是，由于 PDAs 存在强大的链间作用，因此 PDAs 通常不溶于常见的有机溶剂。相反，残留的未聚合单体二及部分聚合的低聚物在常见有机溶剂中溶解，此时 PDAs 超分子产生空隙，的产生导致聚合物基体的部分变形，并伴随由蓝色到红色(或紫色)的颜色。将其与聚合物膜结合，进而开发为一类典型的可重复书写材料（图 1.2 b3]。

Ajayaghosh 课题组利用自组装滑移的超分子结构（图1.3 中内置分子结构），将可发射蓝色荧光的三-（亚苯基亚乙炔基）单元与具有流动性的乙二醇链连在一起，用于制造可重复擦写的荧光纸。其中，组装体在水的刺激下展示聚集诱导发光的性质，同时荧光发生从蓝色到青色的显著变化。这种对水的刺激响应是由于具有亲水性的乙二醇链遇水发生溶胀，从而导致重叠的超分子组装体出现相对位置的滑移。该材料可被负载到玻璃以及纸张上，使用装有水的笔进行书写，如图 1.3 所示，在紫外光照射下青色区域为水写之后的效果，当经过干燥处理后，水分消失又可恢复到初始的蓝色。如此实现材料的重复书写。通过这种方式显示的字迹和图案可保持 1-4 小时[14]。图 1.3 水刺激的可重复擦写玻璃的擦写过程示意图及该分子结构。随着可重复书写纸在学术研究和市场上吸引越来越多的目光，其实际应用也被积极地推进。Huang 课题组报道的工作就将可重复书写纸应用到实际，实现多色显示，并且具有清晰的图像和比较长的持续时间。通过在滤纸上涂覆含有三联吡啶配体的聚合物，并且使用不同的金属盐水溶液（MSAS）作为油墨进行书写（图 1.4）。多种颜色的图像是由金属与配体配位产生的，经此方法打印出来的图像可以保留 6 个月以上。待需擦除图案时，用四丁基氟化铵（TBAF）可以有效地消除金属-配体配位键


本文编号：3447699