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          一種可控功能化聚合物表面的通用涂層策略
          
						
          
							發(fā)布時(shí)間：2020-08-28     作者：qiyue   分享到：
							
          
								
          
								
							
          
						
          
						
          
						
          構(gòu)建可控功能化聚合物表面在界面構(gòu)筑及應(yīng)用領(lǐng)域是非常必要但極具挑戰(zhàn)的。目前廣泛報(bào)道的兒茶酚類粘附、硅烷偶聯(lián)類聚合物有著操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和等優(yōu)勢(shì)，但卻存在結(jié)合力弱和耐候性差等缺陷。而其他一些常規(guī)策略（利用主客體或金屬配位效應(yīng)）在設(shè)計(jì)過(guò)程中都需要考慮特定的反應(yīng)或配體，往往難以適用于通用性的基底材料。在紛繁的化學(xué)反應(yīng)中，我們發(fā)現(xiàn)環(huán)氧基和氨基的配對(duì)開(kāi)環(huán)過(guò)程，是一類反應(yīng)性強(qiáng)且**的獨(dú)特反應(yīng)。例如，常見(jiàn)的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的物化性能，在固化后可以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬和非金屬材料的表面快速粘接且兼具**的強(qiáng)度。因此，如果能將這一反應(yīng)通過(guò)合理的設(shè)計(jì)引入聚合物涂層，開(kāi)發(fā)通用穩(wěn)定的表面涂層，必將**地改善當(dāng)前表面涂覆方法僅限于特定類型的基材或表面結(jié)合力很弱，缺乏適用于通用表面等缺點(diǎn)。

          浙江工業(yè)大學(xué)楊晉濤教授和美國(guó)阿克倫大學(xué)鄭潔教授團(tuán)隊(duì)提出一種利用環(huán)氧開(kāi)環(huán)反應(yīng)制備一種簡(jiǎn)單通用的穩(wěn)定表面功能化方法。**利用簡(jiǎn)單的自由基反應(yīng)，將甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）和不同類型的功能性單體引發(fā)、共聚合為特定的功能化聚合物鏈；隨后這些功能化聚合物鏈與胺基化的通用表面發(fā)生環(huán)氧開(kāi)環(huán)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)可控表面功能的錨定和 涂層材料的多功能性。

          特別地，
          (1) 殺菌涂層的構(gòu)筑：當(dāng)通用表面錨定上殺菌性共聚物（poly(GMA-co-METAC)）時(shí)，涂層表面將具有**的殺菌性性能（大腸桿菌殺菌率~95.1%和金黃色葡萄球菌殺菌率~94.8%），并可通過(guò)調(diào)控共聚物的含量來(lái)得到不同殺菌率的功能表面；
          （2）響應(yīng)性涂層的構(gòu)筑：所設(shè)計(jì)的溫敏、鹽敏和pH敏感性的聚合物涂層（poly(GMA-co-NIPAM)、poly(GMA-co-DVBAPS)、poly(GMA-co-DMAEMA)）在不同的對(duì)應(yīng)外界刺激下，聚合物鏈段的構(gòu)象將經(jīng)歷坍塌或舒張性地可逆變化，并實(shí)現(xiàn)表面親疏水性的可逆變化。有趣地是，研究者利用觀察表面的細(xì)菌可控釋放的現(xiàn)象來(lái)進(jìn)一步闡述這一過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)~90%的可控釋放；
          （3）熒光涂層的構(gòu)筑：研究者設(shè)計(jì)三基色（紅、綠、藍(lán)）熒光聚合物涂層（poly(GMA-co-SPMA)、poly(GMA-co-NDBCB)、poly(GMA-co-PyMA)）可在365 nm的紫外光激發(fā)下，發(fā)射強(qiáng)烈的紅、綠、藍(lán)色熒光；其中綠光聚合物涂層在接觸水溶性Hg2+離子的情況下可迅速將熒光發(fā)射區(qū)由綠光段藍(lán)移至藍(lán)光段，具有良好的傳感檢測(cè)能力（~ 0.001 μM Hg2+）。
          進(jìn)一步地，在經(jīng)歷胺基開(kāi)環(huán)過(guò)程后，含有胺類殘基可經(jīng)季銨化處理來(lái)賦予表面以殺菌功能。研究者選用鹽敏性poly(GMA-co-DVBAPS)為例，調(diào)控并同時(shí)在不同的基底上實(shí)現(xiàn)接觸殺菌（~81.5%）和鹽敏細(xì)菌釋放（~92.3%）。相關(guān)論文日前發(fā)表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202004633)上。該工作提供了一種將多樣化功能性GMA基的聚合物附著到潛在的表面上的涂層策略，來(lái)實(shí)現(xiàn)通用表面的可控功能化，對(duì)表面工程領(lǐng)域具有很大影響，也將促進(jìn)聚合物涂層的進(jìn)一步發(fā)展。


          
						
          
						
          
							
							
						
          
					
          
				
          
			
          
		
          
	
          

    







          
		
          
			
			
			
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