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  氣體響應(yīng)性聚合物的合成與應(yīng)用是近年來(lái)高分子科學(xué)研究的前沿課題。日前，北方民族大學(xué)郭生偉副教授和加拿大舍布魯克大學(xué)（Université de Sherbrooke）趙越教授合作，提出了利用氣體響應(yīng)性聚合物檢測(cè)二氧化碳的新方法，相關(guān)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(guó)際學(xué)術(shù)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(cè)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(wú)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(guò)聚合物溶液透明度的變化可以用于感知或檢測(cè)（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(shí)，其溶液相轉(zhuǎn)變誘導(dǎo)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(diǎn)（CP）會(huì)顯著下降。在給定溫度（25℃）下，可以通過(guò)聚合物溶液透光率的突變來(lái)檢測(cè)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(huì)在一個(gè)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(guò)逐漸且大致線性的透光率變化來(lái)檢測(cè)變化的二氧化碳濃度。

  上述兩種現(xiàn)象均可通過(guò)人眼識(shí)別。

  論文第一作者為北方民族大學(xué)郭生偉副教授，加拿大舍布魯克大學(xué)（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(xué)與工程研究委員會(huì)（NSERC）、魁北克自然科學(xué)與工程研究基金會(huì)（FRQNT）、國(guó)家留學(xué)基金委（CSC）和寧夏教育廳優(yōu)青培育計(jì)劃項(xiàng)目的支持。

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