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  傳統(tǒng)熒光分子由于在固態(tài)或聚集狀態(tài)所存在的聚集誘導(dǎo)猝滅效應(yīng)，限制了其固態(tài)狀態(tài)下的應(yīng)用，從而影響了包括熒光涂料的研究及開發(fā)。2001年香港科技大學(xué)唐本忠課題組首先研究報(bào)道聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)并使其逐步成為國際研究熱點(diǎn)。由于該系列熒光分子在聚集態(tài)或固態(tài)下具有強(qiáng)烈熒光效應(yīng)，使得在涂層固態(tài)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了可能。江蘇科技大學(xué)李為立課題組從這一機(jī)理出發(fā)，近年來先后對(duì)傳統(tǒng)的普通樹脂或填料，如端羥基硅橡膠（Polymer Chemistry, 2015,6 (47) :8194-8202）、丙烯酸乳膠（RSC Adv.,2016,6,74225）環(huán)氧樹脂（RSC Adv., 2017, 7, 41127）與膨潤土（J. Mater. Chem. C, 2018,6, 7003-7011）做化學(xué)修飾改性，利用四苯基乙烯這一明星分子所具有的聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)，使制備涂層具有熒光特性，并實(shí)現(xiàn)涂層的功能化應(yīng)用。

  本工作總結(jié)先前成果并進(jìn)一步深入研究，即從小分子合成出發(fā)，將四苯乙烯衍生物作為組成的骨架分子，設(shè)計(jì)合成具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的功能化雙酚A型環(huán)氧樹脂。研究了基于該樹脂的熒光涂層的本征性能與熒光性質(zhì)的關(guān)聯(lián)性，并探討了其功能化應(yīng)用。

圖一、熒光樹脂結(jié)構(gòu)及其涂層在紫外燈照射下的熒光顯示

  研究首先發(fā)現(xiàn)該熒光樹脂具有溫敏特性。根據(jù)RIR機(jī)制，化學(xué)鍵的連接與鏈段的束縛使得熒光分子的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)在一定程度上受到很大限制，從而具有強(qiáng)烈熒光效果。即當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，固化熒光涂層的三維聚合物結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹導(dǎo)致對(duì)熒光分子束縛松弛減弱；冷卻到室溫時(shí)，聚合物分子鏈運(yùn)動(dòng)受限制，涂層熒光強(qiáng)度逐漸恢復(fù)到初始狀態(tài)。研究進(jìn)一步證明涂層的溫敏的響應(yīng)性是可循環(huán)的過程。

  此外，研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕過程導(dǎo)致的涂層結(jié)構(gòu)變化能夠表現(xiàn)為熒光光譜的趨勢變化時(shí)，這為解釋涂層在腐蝕過程中的結(jié)構(gòu)變化提供了新角度。即隨著腐蝕介質(zhì)的滲透，聚合物發(fā)生溶漲、鏈段斷裂，進(jìn)而對(duì)熒光分子的發(fā)光行為產(chǎn)生影響。本工作通過熒光光譜與傳統(tǒng)交流阻抗譜、掃描電鏡等測試手段相互印證，也證明了可利用涂層的熒光發(fā)光的變化規(guī)律來研究腐蝕過程中聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)變化行為（如圖二示意圖）

圖二、熒光涂層在腐蝕過程中鏈段變化行為示意圖

  最后，在復(fù)合涂層中，填料在聚合物樹脂中的分散如何有效評(píng)價(jià)，一致是困擾工業(yè)研究者的難點(diǎn)。本工作以滑石粉被作為摻雜對(duì)象，對(duì)無機(jī)填料在熒光環(huán)氧樹脂中摻雜分布狀態(tài)的可視化觀察進(jìn)行了探索。由于無機(jī)物粉末在紫外光下不應(yīng)出現(xiàn)熒光，會(huì)以暗影的形式出現(xiàn)，因此能夠清楚地觀察到固化涂層中無機(jī)粉末的分散形貌，具體如圖三所示。此種方法具備不需要專業(yè)的樣品制備方式、超快、對(duì)樣品無損傷等優(yōu)點(diǎn)，為其在涂料工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了方向。

圖三、利用熒光顯微鏡觀察滑石粉在熒光涂層中的分散形貌

  該成果得到東華大學(xué)蒙泰課題組，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室相關(guān)老師的指導(dǎo)與測試支持，以Materials Interaction in Aggregation-Induced Emission (AIE)-Based Fluorescent Resin all Toward Smart Coatings為題發(fā)表在Journal of Materials Chemistry C（DOI:10.1039/C8TC04175J）上，江蘇科技大學(xué)碩士生姚為與澳洲國立大學(xué)博士研究生Mike Tebyetekerwa為共同第一作者，通訊作者為江蘇科技大學(xué)李為立副教授，江蘇科技大學(xué)為第一單位，該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金的支持。

  文章相關(guān)鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/tc/c8tc04175j#!divAbstract