[发明专利]一种自愈性光响应超分子荧光水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明属于超分子化学技术领域，具体涉及一种自愈性光响应超分子荧光水凝胶及其制备方法和应用。本发明本发明采利用β‑环糊精对偶氮客体特定基团的识别优势，通过简单的溶液混合方式，制得室温下稳定的超分子水凝胶材料，具有良好的自愈性、粘弹性、荧光性、光响应性，且制备方法工艺简单、常温操作、生产成本低、无二次污染，在不同的光照下发生荧光变化，同时伴随着凝胶‑溶胶的转变，在药物输送、生物成像、生物探针等领域具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于超分子化学技术领域，具体涉及一种自愈性光响应超分子荧光水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性。超分子化学的概念和术语在1973年被提出，人们逐渐认识到基于共价键存在着分子化学领域,基于分子组装体和分子间键而存在着超分子化学。

超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学，换句话说分子间的相互作用是超分子化学的核心，在超分子化学中，不同类型的分子间相互作用是可以根据他们不同的强弱程度、取向以及对距离和角度的依赖程度进行区分的，比如金属离子的配位键、氢键、π-π堆积作用、静电作用和疏水作用等。

水凝胶即是一种超分子网络体系，具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，形成疏水残基遇水膨胀的交联聚合物，质地柔软，同时能保持一定的形状。

通过设计与合成不同的客体聚合物分子，可获得热可逆、pH值敏感及触变可逆的超分子水凝胶。然而，目前常规的技术方案里关于光响应荧光水凝胶的研究分析极少，此外，关于具有自愈性的凝胶材料的研究还远远不能满足社会的需求。

因此，超分子化学技术领域，亟需一种制造工艺简单、易于后续加工使用的自愈性光响应超分子荧光水凝胶及该水凝胶的制备方法、制备装置和用途。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种制造工艺简单、易于后续加工使用的自愈性光响应超分子荧光水凝胶，并提供一种该水凝胶的制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自愈性光响应超分子荧光水凝胶，包括基于β-环糊精/偶氮化物的主体-客体相互作用物理交联形成超分子网状结构的聚合物1、聚合物2，所述聚合物1含有β-环糊精单体、四苯乙烯单体，所述聚合物2含有偶氮化物单体、四苯乙烯单体。

进一步的，所述聚合物1的组分包括β-环糊精单体、四苯乙烯单体、丙烯酸、二甲基亚砜、偶氮二异丁腈、乙醚，各组分的用量比为1.00mmol∶1.00mmol∶40.00mmol∶20mL∶0.125mmol∶500mL。

进一步的，所述聚合物2的组分包括偶氮化物单体、四苯乙烯单体、丙烯酸、苯、偶氮二异丁腈、乙醚，各组分的用量比为1.00mmol∶1.00mmol∶40.00mmol∶20mL∶0.125mmol∶500mL。

一种自愈性光响应超分子荧光水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(A)聚合物1的制备：将β-环糊精单体、四苯乙烯单体、丙烯酸溶于二甲基亚砜中，将所得混合物初次搅拌、鼓泡并加入偶氮二异丁腈，二次搅拌后速冷淬灭，将所得聚合液滴入乙醚中，经多次过滤收集沉淀的固体，将所得固体干燥即得聚合物1；

(B)聚合物2的制备：将偶氮化物单体、四苯乙烯单体、丙烯酸溶于苯中，将所得混合物初次搅拌、鼓泡并加入偶氮二异丁腈，二次搅拌后速冷淬灭，将所得聚合液滴入乙醚中，经多次过滤收集沉淀的固体，将所得固体干燥即得聚合物2；