机械力响应性高分子膜的构建与表面增强拉曼光谱研究

批准号:
21504105
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
吴元子
依托单位:
学科分类:
B0309.高分子物理与高分子物理化学
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫超、蔡振
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中文摘要
机械力活化是材料制备、改性及功能化的重要方法之一。该领域的研究热点之一是在高分子链段或网络中引入机械力响应性基团,利用灵敏的光学手段对机械力化学过程进行监控。然而,在分子尺度上,处于无规高分子网络中的基团所感受到的机械力的方向、大小、时间均不一致,无法精确得到机械力活化下分子的动态信息。针对该问题,我们拟将机械力响应性基团一端接枝环境响应性的高分子刷,一端自组装到基底表面,形成基团取向一致的机械力响应性高分子膜。高分子膜在环境条件刺激下发生可控的受限溶胀,在基底界面产生应力并均匀作用于固定于表面的机械力响应性基团。同时利用表面增强拉曼光谱原位监测整个响应过程。通过考察受力时机械力响应性基团的拉曼光谱的变化,研究机械力诱导的化学反应及断键过程。该研究期望发展成一种新的机械力化学研究工具。
英文摘要
Mechanochemistry has been an important way of material synthesis, modification and functionalization. Now with the increasing knowledge of underlying molecular mechanism, a serial of mechanosensitive materials named mechanophore-linked polymer have been developed to demonstrate the new reactivity of the mechanical activation of chemical bonds. However, their active responses are mediated through force of different orientation, strength and time, at the molecular scale. To learn the kinetics of mechanochemical processes. It is necessary to further optimize the uniformity and distribution of mechanophore. Here we propose a mechanophore-linked polymer membrane strategy: the mechanophore incorporated polymer brushes are first anchored on surface. The responsive polymer brushes swelling-induced mechanical force activate the mechanical reaction of mechanophore. While the progress could be directly and locally determined by surface enhanced Raman spectroscopy. We anticipate a convenient force generator device stimulate by surface anchored polymer swelling, which can induce simultaneous and uniform force to the molecule monolayer. We also expect a distinctive Raman spectrum shift along with a serials of force modulation. This study will provide a foundation for a new strategy by which to in-situ measure the local stress on interface and understand the fundamental mechanism of mechanical activation.
机械力活化是材料制备、改性及功能化的重要方法之一。该领域的研究热点之一是在高分子链段或网络中引入机械力响应性基团,利用灵敏的光学手段对机械力化学过程进行监控。然而,在分子尺度上,处于无规高分子网络中的基团所感受到的机械力的方向、大小、时间均不一致,无法精确得到机械力活化下分子的动态信息。针对该问题,我们拟将机械力响应性基团一端接枝环境响应性的高分子刷,一端自组装到基底表面,形成基团取向一致的机械力响应性高分子膜。高分子膜在环境条件刺激下发生可控的受限溶胀,在基底界面产生应力并均匀作用于固定于表面的机械力响应性基团。同时利用表面增强拉曼光谱原位监测整个响应过程。通过考察受力时机械力响应性基团的拉曼光谱的变化,研究机械力诱导的化学反应及断键过程。.在本课题中,我们利用石英晶体微天平与表面增强拉曼光谱研究聚电解质在受限溶胀是在表面产生的应力对相应作用分子的影响,尝试研究了分子受力的拉曼光谱与结构变化的关系。我们设计了原位的可检测高分子溶胀拉伸导致的分子受力行为及响应的方案,并进行了验证。本项目的实施进一步加深了对力参与的相应的化学反应及生化反应的过程的认识与了解。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acsomega.8b02264
发表时间:2018-12
期刊:ACS Omega
影响因子:4.1
作者:Yuanzi Wu;Chao Yan;Jianan He;Wenli Xiong;Shuigen Wu;Shutao Liu;Zhen Cai
通讯作者:Yuanzi Wu;Chao Yan;Jianan He;Wenli Xiong;Shuigen Wu;Shutao Liu;Zhen Cai
Facile fabrication of microfluidic surface-enhanced Raman scattering devices via lift-up lithography.
通过提升光刻轻松制造微流体表面增强拉曼散射装置
DOI:10.1098/rsos.172034
发表时间:2018-04
期刊:Royal Society open science
影响因子:3.5
作者:Wu Y;Jiang Y;Zheng X;Jia S;Zhu Z;Ren B;Ma H
通讯作者:Ma H
DOI:--
发表时间:2018
期刊:西南民族大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:熊文丽;巫水根;蔡振;蒋烨;严芬;吴元子
通讯作者:吴元子
Protein purification by chemo-selective precipitation using thermoresponsive polymers
使用热响应聚合物通过化学选择性沉淀纯化蛋白质
DOI:10.1002/bip.23222
发表时间:2018-06-01
期刊:BIOPOLYMERS
影响因子:2.9
作者:Wu, Yuanzi;Cai, Zhen;Ma, Shanyun
通讯作者:Ma, Shanyun
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