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  氣體響應性聚合物的合成與應用是近年來高分子科學研究的前沿課題。日前，北方民族大學郭生偉副教授和加拿大舍布魯克大學（Université de Sherbrooke）趙越教授合作，提出了利用氣體響應性聚合物檢測二氧化碳的新方法，相關研究成果以“Sensing Carbon Dioxide through Solution Transparency Change of Gas-Responsive Polymers”為題在線發(fā)表于國際學術期刊J. Mater. Chem. C上。

  研究人員將具有UCST的溫敏性聚合物用于感知和檢測水溶液中的二氧化碳濃度。他們合成了丙烯酰胺（AAm）、丙烯腈（AN）和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（DEAEMA）的無規(guī)共聚物。這些共聚物具有不同的AAm和AN含量，且DEAEMA含量均很低（< 3.0 mol%）。通過聚合物溶液透明度的變化可以用于感知或檢測（兩種方式）二氧化碳濃度。

  其一，使用單一的P(AAm-co-AN-co-DEAEMA)聚合物時，其溶液相轉(zhuǎn)變誘導透光率的變化可以在非常窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成，且隨著二氧化碳濃度的增加，溶液濁點（CP）會顯著下降。在給定溫度（25℃）下，可以通過聚合物溶液透光率的突變來檢測二氧化碳的閾值濃度。

  其二，將具有CP差異很大（> 30 K）的兩種聚合物混合，發(fā)現(xiàn)可以抑制上述尖銳的UCST型相變，而代之以溶液透光率的變化會在一個寬廣的溫度區(qū)域（> 35 K）內(nèi)逐漸發(fā)生。這種混合聚合物溶液可用于通過逐漸且大致線性的透光率變化來檢測變化的二氧化碳濃度。

  上述兩種現(xiàn)象均可通過人眼識別。

  論文第一作者為北方民族大學郭生偉副教授，加拿大舍布魯克大學（Université de Sherbrooke）趙越教授為論文的通訊作者。該研究工作得到了加拿大自然科學與工程研究委員會（NSERC）、魁北克自然科學與工程研究基金會（FRQNT）、國家留學基金委（CSC）和寧夏教育廳優(yōu)青培育計劃項目的支持。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c8tc05346d#!divAbstract