嵌段聚合物/多酸静电复合凝聚自组装及功能特性

本项目旨在利用高分子良好的稳定性和加工性，将其引入到功能性无机多酸体系中，来保护和利用多酸，提高其可加工性并充分体现或显著增强其性能。通过静电作用诱导复合凝聚的原理，构筑双亲水性正离子聚电解质-中性嵌段聚合物/无机功能性多酸阴离子复合凝聚核胶束。研究组装条件对超分子结构的影响，实现对其超分子结构的精确调控。考察复合物超分子结构对无机粒子荧光性能的影响，强化或改善其功能性。有效结合高分子的pH、离子强度、温度敏感等刺激响应性与多酸的荧光功能性，制备环境敏感杂化荧光材料，为其作为传感器、纳米诊断方面的应用提供重要信息。此方法工艺简单，具有普适性，并且环境友好。该项目的实施将为多酸功能材料在高科技领域的应用奠定理论和实验基础。

三年来项目所实施的研究内容为：(1)研究了双亲性嵌段与荧光性的钨铕杂多酸在水溶液中静电复合凝聚自组装行为，揭示了可控纳米结构与两者电荷比例、多酸粒子三维结构、电荷密度之间的关系。发现复合之后的钨铕多酸荧光显著增强的性质，提出了复合之后胶束内疏水环境导致非辐射耗散的通道被阻断的机理。(2) 通过设计合成新型阳离子-中性-阳离子三嵌段聚合物，将其与钨铕多酸复合，构筑了高强度的物理水凝胶，且水凝胶的强度可通过聚合物的链长来调节。水凝胶兼具多酸良好的发光性质和聚合物物的可加工性，并且复合前后荧光性质比溶液中有大幅度的提升。研究了聚合物链长、离子强度、复合物浓度、复合比对水凝胶荧光性质的影响。同时由于静电作用的动态特性，水凝胶在外力破坏后断面可快速自修复。(3) 构筑了CO2刺激响应性的多酸/嵌段聚合物超分子复合胶束体系。通过控制CO2气体通入量来调节嵌段聚合物（PEO-b-PDMAEMA或PEO-b-P4VP）的离子化程度，进而调控胶束核内阳离子链段与荧光性多酸（Na9LnW10O36, Ln=Eu, Dy）的复合程度，最终实现对多酸荧光性能的调控。在通入CO2气体后，含Dy的多酸在水溶液中的荧光不仅呈现出单一的增强，而且其颜色也从绿色变成白色荧光；并且这一过程可以通过加热或通入Ar气除去体系中溶解的CO2实现逆转，具有很好的可逆性。 (4) 研究了光致变色的多酸与嵌段聚合物的复合行为，构筑了可逆性多重响应的杂化纳米颗粒，在光或者通电的情况，触发体系产生变色效应，同时多酸的电荷密度改变，进一步导致聚集体的相变。目前相关工作已在Angew. chem. Int. Ed.和Chem. Commun.等国际知名期刊上发表论文4篇，另有2篇在整理待投稿中。