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云南大學邱立課題組、科羅拉多大學張偉課題組 ACS Materials Lett.：可修復、可回收的AIE活性聚亞胺熒光薄膜
2023-08-10  來源：高分子科技

  固態(tài)有機熒光材料在光電器件、傳感、數(shù)據(jù)存儲和編碼等方面具有廣闊的應用前景。AIE活性聚合物，即具有聚集誘導發(fā)光效應的聚合物在固態(tài)下發(fā)光能力強，在上述應用中表現(xiàn)出高發(fā)射效率、結構可定制以及良好的可加工性等優(yōu)點。目前大多數(shù)AIE活性聚合物為熱塑性材料，機械強度較弱，在高溫下（如光電應用）會進一步受損，對其性能產生負面影響并縮短其使用壽命。同時，聚合物往往難以降解，對環(huán)境產生較大的影響。因此，制備環(huán)？山到，且具有較良好力學性能的AIE活性聚合物具有重要意義。


圖1 AIE活性PI熒光薄膜（TPE-PIs）的制備與組成


  近期，云南大學邱立課題組和美國科羅拉多大學張偉課題組將AIE結構單元TPE通過共價鍵的方式引入至聚亞胺PI中，成功獲得了具有優(yōu)異發(fā)光性能的熱固性薄膜材料TPE-PIs（圖1）。研究表明，TPE-PIs不僅具備良好的發(fā)光性能（圖2a）和機械性能（圖2b），而且還繼承了PI vitrimer（類玻璃高分子）的優(yōu)點（可再加工性、延展性和可回收性，圖3）。與 T1-PI 中的側鏈相比，TPE 單元共價連接到聚合物主鏈（即 T2-PI）時表現(xiàn)出比純PI更大的熒光和機械性能增強效果。有意思的是，水或殘留溶劑的存在通常不利于樣品光物理性能的穩(wěn)定性。然而，對于TPE-PIs而言，具有氫鍵形成能力的溶劑比如水能有效增強其發(fā)光強度而不犧牲其穩(wěn)定性，因此TPE-PIs在水下應用方面表現(xiàn)出巨大的潛力（圖2c,d）。該工作以“Rehealable and Recyclable Aggregation-Induced Emission (AIE)-Active Luminescent Vitrimers”為題發(fā)表在《ACS Materials Lett》上（ACS Materials Lett. 2023, 5, 2348?2354）。文章第一作者是云南大學李睿洋碩士研究生。該研究得到國家自然科學基金委的支持。 


圖2 PI與TPE-PIs的光學（a）和機械（b）性能；T2-PI-2 在水下照明領域的應用（c）以及T2-PI在12 M NaCl水溶液中浸泡1 h前后的量子產率（d）。
 

圖3 TPE-PI熒光薄膜的修復與回收性能

  該工作是團隊近期關于動態(tài)共價聚合柔性（復合）材料光電應用研究的最新進展之一。利用亞胺鍵的可逆特性，團隊成功制備了以碳納米管為導電增強相的聚亞胺復合材料，所得材料表現(xiàn)出很好的延展性、修復性、可回收性和導電性，這一特點可為開發(fā)低成本及環(huán)境污染小的柔性電子器件提供了很好的思路，在此基礎上，進一步對導電增強相和聚亞胺骨架進行改性，分別獲得了具有更高導電性和更好機械性能的復合材料，為聚亞胺材料適應不同應用場景提供了良好的實驗基礎（Chin. Chem. Lett., 2023, 34, 107363；Chinese J. Chem., 2023, 41, 2125-2131；ACS Appl. Electron. Mater. 2021, 3, 3, 1178；Mater. Adv. 2021, 2, 4333-4338；ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 5, 4845）。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmaterialslett.3c00730

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（責任編輯：xu）
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