近日有研究出以作為溶劑的離子液體（ILs）分子結(jié)構(gòu)為切入點，基于傳統(tǒng)IL體系（[C1mim][NTf2）引入少量含偶氮苯的IL（[Azo][NTf2]）作為光控分子觸發(fā)器，首次實現(xiàn)了三嵌段聚合物/復(fù)合IL體系（PMP-IL）的簡便、快速光控Sol-Gel轉(zhuǎn)變。

PMP-IL體系構(gòu)成及光控Sol-Gel轉(zhuǎn)變示意圖。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.

如上圖所示的溫敏性ABA嵌段聚合物PPhEtMA-b-PMMA-b-PPhEtMA（即PMP）包括聚甲基丙烯酸苯乙酯（PPhEtMA）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），由原子轉(zhuǎn)移自由基聚合制備。以含偶氮苯IL（[Azo][NTf2]）和傳統(tǒng)IL（[C1mim][NTf2]）按10/90（w/w）復(fù)配作為溶劑體系，得到PMP聚合物（30 wt%）溶液體系（PMP-IL）。PPhEtMA在含偶氮苯的IL體系中具有低臨界溶解溫度（LCST）行為，而PMMA與IL體系具有相容性。

對體系進行動態(tài)溫度粘彈性模量測試，低于40 ℃體系呈現(xiàn)粘性溶液特征；略高于40 ℃體系仍呈粘彈性流體，但是G'和G''由于PMP聚合物結(jié)構(gòu)中PPhEtMA組分的相轉(zhuǎn)變行為而急劇升高；而溫度升至61.3 ℃（Tgel）時溶液體系轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)。同時，體系不同溫度下的（40 ℃、65 ℃、90 ℃）動態(tài)頻率掃描測試也驗證了其基于溫度變化產(chǎn)生Sol-Gel轉(zhuǎn)變。而在UV光照條件下，基于PPhEtMA與順式狀態(tài)下[Azo][NTf2]親和力較弱，其體系Tgel 降至50.7 ℃。

PMP-IL體系Sol-Gel轉(zhuǎn)變行為測試。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.

由于含偶氮苯IL的光異構(gòu)化，PMP聚合物中PPhEtMA嵌段的溶解度也可發(fā)生光響應(yīng)性的可逆變化，從而影響PMP的自組裝并在宏觀層面實現(xiàn)Sol-Gel轉(zhuǎn)變。

研究人員進一步對PMP-IL體系Sol-Gel轉(zhuǎn)變行為的光控性進行了系統(tǒng)的循環(huán)測試，研究表明在57 ℃測試溫度下基于UV光和可見光的交替輻照誘導(dǎo)，PMP-IL體系呈現(xiàn)出快速可逆的Sol-Gel轉(zhuǎn)變行為。同時，電導(dǎo)率測試表明Sol-Gel轉(zhuǎn)變前后體系的離子電導(dǎo)率未呈現(xiàn)明顯變化。因此，該體系可用作具備Sol-Gel轉(zhuǎn)變行為的離子傳導(dǎo)聚合物電解質(zhì)。

PMP-IL體系光控可逆Sol-Gel轉(zhuǎn)變及離子電導(dǎo)率測試。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.

——總結(jié)——

Masayoshi Watanabe教授研究團隊在作為溶劑的IL體系中引入含偶氮苯基團的光響應(yīng)性組分作為分子觸發(fā)器，簡便實現(xiàn)了三嵌段聚合物-IL溶液體系的光控可逆Sol-Gel轉(zhuǎn)變。相比于傳統(tǒng)的基于刺激響應(yīng)性聚合物本身性質(zhì)變化實現(xiàn)Sol-Gel轉(zhuǎn)變的體系，該PMP-IL體系能夠極大的擴展可供選擇的聚合物范圍。同時，該研究策略可進一步用于其他智能響應(yīng)性軟材料體系的設(shè)計和調(diào)控。