[发明专利]一种温敏-光敏双重刺激响应型超分子有机凝胶

说明书

一种温敏‑光敏双重刺激响应型超分子有机凝胶。本发明涉及一种含偶氮苯基团的凝胶因子，其化学式为C₁₅₆H₂₄₀N₈O₁₈。利用该凝胶因子制备的超分子有机凝胶具有温敏‑光敏双重响应特性，具体表现为该超分子有机凝胶加热到80℃以后会出现凝胶‑溶胶相转变，在室温下静置后逐渐恢复凝胶状态。在波长为365nm的紫外光照射下，出现凝胶‑溶胶相转变，改用波长为450nm的可见光照射后能够缓慢恢复凝胶状态。该超分子有机凝胶具有良好的温敏‑光敏性能，可作为温敏‑光敏型智能凝胶材料应用于传感器、智能开关、离子检测器等领域。

技术领域

本发明属于超分子材料化学领域，具体涉及一种含偶氮苯基团的凝胶因子及其制备方法，以及由该凝胶因子获得的具有可逆的温敏-光敏双重刺激响应性能的超分子有机凝胶。

背景技术

刺激响应型材料在外界环境刺激下(如温度、光照、超声、pH值、机械力、化学物质等)展现出独特的智能响应特性，如产生相态转变、颜色变化、形状变化、荧光效应等，是智能材料领域一个重要的研究方向。其中，刺激响应型凝胶对温度、光照、溶剂等敏感，在刺激响应方面表现出优异的性质，因而在刺激响应型材料领域具有广泛应用。根据环境刺激的类型，可将刺激响应型凝胶分为光响应型凝胶、热响应型凝胶、pH响应型凝胶、场响应型凝胶、氧化还原型凝胶等不同种类。其中，光响应型凝胶在具有特定波长的光照射下，体系粘度会降低，甚至发生凝胶-溶胶相转变现象，或者引起体系颜色的变化等。光响应型凝胶作为新型智能材料在传感器、智能开关、离子检测器等方面展现出良好的应用前景。

目前此种光响应型凝胶的制备方法主要有物理方法和化学方法两种。物理方法一般为在已有凝胶材料中加入感光性物质(如芳香族重氮化合物或叠氮化合物、芳香族硝基化合物、叶绿酸、有机卤素化合物、重铬酸盐等)。化学方法大部分是使用光敏性基团对聚合物进行结构改性，制备聚合物光敏凝胶因子，进而制备光响应型凝胶；另外，研究者们还利用具有光化学活性的有机小分子直接在溶剂中进行自组装，来制备光响应型凝胶。

然而，在聚合物光敏凝胶因子中，由于一元单体均聚物凝胶因子往往存在结构及性能上的缺陷或不足，形成的聚合物凝胶综合性能较差，难以满足很多领域的应用要求。因此，大多数聚合物凝胶因子为多元单体共聚物，但是这种共聚的方法不易控制所得产物分子量及分子量分布，得到的产品性质差异大，光响应性不够明显。使用分子量确定的具有光化学活性的有机小分子作为凝胶因子，形成的光响应型凝胶具有更加稳定的光响应性能，同时，凝胶形成时的驱动力为氢键、范德华力等非共价键弱相互作用力，这使得形成的凝胶在自身光响应性能的基础上具有热可逆性能。这种刺激响应型超分子有机凝胶至少具有温度、光照双重响应特性。基于此，研究开发具有多重环境响应性能的智能凝胶材料具有十分重要的意义。

偶氮苯及其衍生物因含有光化学活性的-N＝N-基团，在特定波长的光照射下能够发生可逆异构化转变，分子自身形态的改变将引起超分子结构的改变，进而引起体系的相转变。因此，设计合成新型的偶氮苯衍生物，并将其作为凝胶因子制备光敏型超分子凝胶材料，探究其在智能传感器件领域的应用，具有十分重要的意义。本发明基于偶氮苯官能团的特性，在凝胶因子中引入偶氮苯基团，构筑新型的含偶氮苯基团的凝胶因子。由该凝胶因子制备的超分子有机凝胶具有可逆的光敏-温敏双重刺激响应性能。

查阅相关文献发现，本发明所述的胶凝因子及其制备方法，以及由该凝胶因子形成的凝胶尚未被报道过。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含偶氮苯基团的凝胶因子，本发明所述的凝胶因子可以在多种有机溶剂中形成稳定的超分子有机凝胶，并且形成的凝胶具有温敏-光敏双重环境响应特性。

本发明的另一发明目的，是提供所述凝胶因子的制备方法。