光响应高分子凝胶的研究与进展.ppt
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1、光响应高分子凝胶的研究与进展,姜宏志 082074216,目录,摘要与简介 光响应高分子凝胶的响应机理 光响应高分子凝胶的分类 光响应高分子凝胶的应用 结束语,1,2,3,4,5,1 摘要与简介,1.1 摘要 光响应高分子凝胶是智能高分子凝胶中的一种,近年来备受世界各国科学家的重视。综述了近年来光响应智能高分子凝胶材料的最新研究进展,具体介绍了光响应高分子凝胶的光响应机理、种类及目前的应用研究状况,并展望了其未来的应用研究与发展。,1.2 简介 高分子凝胶是高分子链之间以化学键或物理作用力形成的交联结构的溶胀体,是由溶剂和高分子网络所组成的复合体系。高分子凝胶属于一种智能型高分子材料,能因环境
2、的变化(如温度、pH、光、电场、磁场、压力等)而发生体积相转变,产生响应性。,光响应高分子凝胶作为高分子凝胶中的一类,也是近年来光感应高分子材料中的又一新 兴分支,是一类在光作用下能迅速发生化学或 物理变化而作出响应的智能型高分子材料。,2 光响应高分子凝胶的响应机理,光响应高分子凝胶的最大特点是响应过程具有可逆性,离开光的作用凝胶会恢复到原来的状态。有关光响应高分子凝胶的响应机理,目前正处于研究阶段,已经形成较为完善理论体系的有以下几种。,2.1 将感光性化合物添加入高分子凝胶中,凝胶材料中含有感光性物质,感光物质吸收光能后导致材料温度、电场等环境因素发生改变,进而对 某一环境因素作出响应性
3、。 (1) 在热敏型凝胶材料中引入特殊的感光化合物。 在外界光刺激下,感光性化合物可将光能转化为热能,致使材料内部的温度局部升高。当凝胶内部温 度变化 达到相转变温度时,凝胶就会作出相应的响应。,(2) 在凝胶材料中引入感光化合物,利用其遇光分解产生离子化作用来实现响应性。 在光的刺激下,光敏分子内部产生大量离子,高分子 凝胶中的离子进入凝胶的内部使凝胶中的渗透压发生 突变,外界溶液会向凝胶内部扩散,促使凝胶发生溶 胀形变,作出光响应。,2.2 在高分子的主链或侧链引入感光基团,凝胶分子链上含有感光基团后,感光基团一旦吸收了光,在相应波长光能作用下就会引起电子跃迁而成为激发态。处于激发态的分子
4、通过分子内或分子问的能量转移发生异构化作用,引起分子构型的变化,促使材料内部发生某些物理或化学性质的改变,进而产生一定的响应性。,2.3 由多种组分构成的光响应体系,有些高分子凝胶体系中可同时含有多种对不同环境响应因素有响应性的组分,在光的作用下,各种组分协同作用,使材料在宏观上发生明显改变,作出响应。此类光响应凝胶材料可视用途不同而设计和改变组分与配方,从而拓宽光响应凝胶的品种。,3 光响应高分子凝胶的分类,光响应高分子凝胶可以根据影响环境因素的多少分为单一光响应高分子凝胶、双重光响应高分子凝胶与多重光响应高分子凝胶。,3.1 单一光响应高分子凝胶,单一光响应高分子凝胶的影响因素只有光照(可
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