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吴思课题组发现钌-硒键是新的光控动态建
发布人: 发布时间:2021-09-15 浏览次数:334

吴思课题组发现钌-硒键是新的光控动态建


 光控动态键是一类在黑暗下稳定,在光照下可逆形成或断裂的键,可以作为智能材料的构筑基元。然而,大部分光控动态键在反应过程中会出现自由基等活性中间体,导致副反应,从而限制了这类动态键的应用。

 针对这一问题,我系吴思教授课题组设计合成出钌-硒(Ru-Se)配位模型化合物,通过在黑暗条件下进行一系列核磁测试,验证了Ru-Se键的形成之后在可见光照条件下,利用核磁以及紫外可见吸收光谱的测试,证实了Ru-Se键在黑暗与光照下发生了多次可逆的形成与断裂(图a)。由于配位键的可逆形成断裂过程中不会产生自由基,因此无副反应发生。在此基础上Ru-Se键分别构筑了光响应的组装体、表面以及聚合物凝胶这三类材料证明Ru-Se键在多种材料体系中具有普适性。首先设计了含有Ru-Se键的两亲性分子,通过反复的光照与黑暗条件实现了纳米组装形貌的可逆转变两亲性分子在黑暗中形成了球状胶束。光照下,由于Ru-Se键发生断裂,组装体形貌由球状胶束转变为碗装大复合胶束。恢复至黑暗条件,组装体形貌可以恢复到原来的球状胶束(图b此外,将Ru-Se键应用在光控表面浸润性上面,通过在黑暗条件下将已经修饰过钌分子的表面浸入在亲水性的硒醚溶液中,实现亲水性表面的构筑。将亲水性表面浸泡在水中并利用可将光光照致使 Ru-Se键断裂,之后将表面转移到疏水性的硒醚溶液中,实现疏水性表面的构筑(图c)。最后利用Ru-Se键作为交联点构筑了聚合物凝胶网络并实现了光诱导凝胶-溶胶可逆转变。聚合物的凝胶-溶胶可逆转变被用于重塑和修复高分子材料(图d)。上述研究成果为刺激响应、可再加工、可修复材料的后续发展提供新的构筑基元

 这一成果以“Ru-Se coordination: A new dynamic bond for visible light-responsive materials为题,发表在近期的《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 12736–12744)。吴思教授为该工作的唯一通讯作者

 论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05648