一种新型光致发光自愈合水凝胶的合成

doi:10.7503/cjcu20210606

高等学校化学学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (2): 20210606.doi: 10.7503/cjcu20210606

一种新型光致发光自愈合水凝胶的合成

周永辉¹^,², 李尧³, 吴雨轩¹^,², 田晶²(), 徐龙权¹, 费旭¹()

^1.大连工业大学实验仪器中心
^2.生物工程学院
^3.轻工与化工学院, 大连 116034

收稿日期:2021-08-20 出版日期:2022-02-10 发布日期:2021-11-01
通讯作者: 田晶,费旭 E-mail:tianjing@dlpu.edu.cn;feixudlpu@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(31771914);辽宁省教育厅科技研究项目(J2020058)

Synthesis of A Novel Photoluminescence Self-healing Hydrogel

ZHOU Yonghui¹^,², LI Yao³, WU Yuxuan¹^,², TIAN Jing²(), XU Longquan¹, FEI Xu¹()

^1.Instrumental Analysis Center, 2. School of Biological Engineering
^3.School of Light Industry and Chemical Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China

Received:2021-08-20 Online:2022-02-10 Published:2021-11-01
Contact: TIAN Jing,FEI Xu E-mail:tianjing@dlpu.edu.cn;feixudlpu@163.com
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(31771914);the Science and Technology Research Project of Liaoning Provincial Department of Education, China(J2020058)

1. ESM to 20210606.pdf(492KB)

摘要/Abstract

摘要：

采用自由基聚合法制备了具有光致发光特性的自愈合水凝胶, 解决了光致发光配合物在水相荧光猝灭的问题. 通过分子设计, 利用共价键将油溶性的含Eu稀土配合物引进水凝胶体系中, 发现该配合物在水凝胶体系中稳定存在, 不扩散. 含Eu稀土配合物具有紫外光致发光的特性, 赋予该水凝胶良好的可识别性. 同时该水凝胶含有动态硼酸酯键, 其快速愈合的特性使该水凝胶在受损后能短时间内修复损伤，为制备可发光水凝胶和可识别生物医用材料提供了新的思路.

关键词: 水凝胶, 光致发光, 硼酸酯键, 自愈合, 稀土配合物

Abstract:

Self-healing hydrogels with photoluminescence properties were prepared by free radical polymerization， which solved the fluorescence quenching problem of photoluminescence complexes in water phase. The oil-soluble Eu-containing rare earth complex is introduced into the hydrogel system by designing a covalent bond， and the complex is stable and non-diffusion in the hydrogel system. The Eu-containing rare earth complex has the characteristics of ultraviolet photoluminescence， which endows the hydrogel with good recognizability. At the same time， the hydrogel contains dynamic borate ester bonds， and its fast-healing properties enable the hydrogel to repair the damage in a short time when it is damaged， which provides a new idea for the preparation of luminescent hydrogel and identifiable biomedical materials.

Key words: Hydrogel, Photoluminescence, Borate ester linkage, Self-healing, Rare earth complex

中图分类号:

O631

TrendMD:

周永辉, 李尧, 吴雨轩, 田晶, 徐龙权, 费旭. 一种新型光致发光自愈合水凝胶的合成. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210606.

ZHOU Yonghui, LI Yao, WU Yuxuan, TIAN Jing, XU Longquan, FEI Xu. Synthesis of A Novel Photoluminescence Self-healing Hydrogel. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(2): 20210606.

图/表 15

Scheme 1 Synthetic route for the organic complex EDPM

Scheme 2 Synthesis mechanism of VNE hydrogel

Fig.1 Photographs of VNE?0(A) and VNE?4(B) hydrogels without and with UV?light irradiation

Fig.2 1H NMR spectrum of EDPM

Fig.3 FTIR spectra of the Eu?containing organic complex EDPM and VNE hydrogels

Fig.4 SEM image of the VNE?4 hydrogel(A) and statistics on pore diameter sizes of VNE?4 freeze?dried hydrogel after swelling(B)

Fig.5 Elemental content of VNE?4 hydrogel

Fig.6 Photos of VNE?4 hydrogel before(left) and after(right) stretching(A) and irradiated with UV during stretching(B)

Fig.7 Strain curves of VNE?4 hydrogel before(a) and after(b) healing

Fig.8 Photos of self?healing process of dyed VNE?4 hydrogel

Fig.9 Photos of self?healing process of VNE?4 hydrogel under microscope in 0(A) 20(B), 40(C) and 60 min(D)

Fig.10 Self healing conditions of VNE?4 hydrogels soaking in deionized water with different pH values

Fig.11 Emission spectra of Eu?containing polymers EDPM and VNE hydrogels

Fig.12 Photos of VNE hydrogel covered with chicken skin under UV irradiation

Fig.13 Cell viability(A) and optical image(B) of L929 mouse fibroblasts cultured with VNE?4 hydrogel under microscope

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Synthesis of A Novel Photoluminescence Self-healing Hydrogel

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