基于苯硼酸體系糖響應(yīng)性光子晶體水凝膠的制備及性能研究.pdf

1、響應(yīng)性光子晶體在物理化學(xué)傳感、智能顯示以及光學(xué)器件方向具有巨大的開發(fā)潛力，也是光子晶體開發(fā)研究的一個(gè)重要方向。糖響應(yīng)性光子晶體水凝膠是光子晶體研究領(lǐng)域的一個(gè)主要研究方向，其在糖濃度檢測(cè)、糖識(shí)別以及藥物釋放領(lǐng)域有著十分重要的開發(fā)前景與應(yīng)用價(jià)值。但是糖響應(yīng)光子晶體水凝膠也存在聚合速度慢、穩(wěn)定性差、機(jī)械強(qiáng)度低、修飾方法單一等缺點(diǎn)。針對(duì)上述問題，本文選取超順磁性磁性納米粒子為有序組裝基元，異丙基丙烯酰胺（NIPAM）與丙烯酰胺化苯硼酸為凝膠骨架

2、，制備響應(yīng)性光子晶體水凝膠并研究其性能。論文主要工作如下：
　　1.合成四種丙烯酰胺化苯硼酸類單體，將4種不同的苯硼酸類單體通過ATRP聚合接枝到金片表面，用AFM觀測(cè)表面形貌，使用QCM-D研究其對(duì)于不同單糖的吸附作用。結(jié)果表明：對(duì)于三種不同單糖，聚合物均表現(xiàn)出良好的吸附性能，而且對(duì)于果糖的吸附效果最佳，葡萄糖其次，半乳糖最弱。對(duì)于不同單體，含有硫脲基團(tuán)3-ATPBA與4-ATPBA的聚合物對(duì)于糖的吸附能力顯著強(qiáng)于不含硫脲基團(tuán)3

3、-PBA與4-PBA的聚合物，這可能是由于硫脲基團(tuán)與糖之間存在氫鍵作用，在苯硼酸與糖作用過程中起到了協(xié)同作用，增大了體系與糖的結(jié)合力。
　　2.利用溶劑熱法制備超順磁性Fe3O4@PVP磁性納米粒子團(tuán)簇。以其為光子晶體的有序組裝基元，采用原位催化聚合的方法，將丙烯酰胺化的苯硼酸功能單體與 NIPAM共聚形成凝膠骨架，制備糖、溫度多重響應(yīng)性光子晶體水凝膠。對(duì)光子晶體水凝膠的溫度響應(yīng)性能研究表明：少量功能單體的加入對(duì)其溫敏性影響不大，

4、隨著功能單體含量的增加，由于其空間位阻作用影響聚合物鏈段的柔性，光子晶體水凝膠溫度響應(yīng)性變差。對(duì)光子晶體水凝膠的糖響應(yīng)性能研究表明：含有少量功能單體的光子晶體水凝膠與糖結(jié)合時(shí)，光子禁帶偏移較小，隨著功能單體含量的增加，水凝膠與果糖與半乳糖作用時(shí)發(fā)生溶脹，光子晶體衍射峰發(fā)生紅移。而與葡萄糖作用時(shí)，則表現(xiàn)出特殊的收縮響應(yīng)性，光子晶體衍射峰發(fā)生藍(lán)移。含有不同的功能單體的水凝膠對(duì)于糖的響應(yīng)也表現(xiàn)出差異性，含有硫脲基團(tuán)的Poly（PNI-co-3