PNDC-b-PNTPE自组装制备兼具结构色和荧光色的薄膜

doi:10.7503/cjcu20230291

高等学校化学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (11): 20230291.doi: 10.7503/cjcu20230291

PNDC-b-PNTPE自组装制备兼具结构色和荧光色的薄膜

段小丽¹, 韩慧敏², 赵明坤², 任丽霞²()

^1.鲁东大学化学与材料科学学院, 烟台 264025
^2.天津大学材料科学与工程学院, 天津 300072

收稿日期:2023-06-25 出版日期:2023-11-10 发布日期:2023-09-12
通讯作者: 任丽霞 E-mail:lxren@tju.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21574098)

Self-assembly of PNDC-b-PTPE to Prepare Thin Films with Both Structure and Luminescent Color

DUAN Xiaoli¹, HAN Huimin², ZHAO Mingkun², REN Lixia²()

^1.School of Chemistry and Materials Science，Ludong University，Yantai 264025，China
^2.School of Materials Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China

Received:2023-06-25 Online:2023-11-10 Published:2023-09-12
Contact: REN Lixia E-mail:lxren@tju.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21574098)

摘要/Abstract

摘要：

设计合成了含有聚集诱导发光四苯乙烯基的大位阻单体四苯乙烯基降冰片烯(NTPE), 通过NTPE与含有双癸烷基的树状单体对苯二甲酸癸烷苯酯基降冰片烯(NDC)的顺序开环易位聚合(ROMP)制备具有聚集诱导发光性质的大位阻树状嵌段聚合物(PNDC-b-PNTPE). 利用薄膜自组装制备了兼具结构色和荧光色的一维光子晶体薄膜. 结果表明, PNDC-b-PNTPE在四氢呋喃(THF)中随着溶剂的挥发而快速自组装成为蓝色的一维光子晶体薄膜, 其最大反射波长(λ_max)为443 nm. 一维光子晶体薄膜的横截面扫描电子显微镜照片表明, PNDC-b-PNTPE组装为周期为133 nm的层状结构. 荧光发射光谱分析结果表明, 一维光子晶体薄膜在368 nm波长紫外光的激发下能够发射最大波长为425 nm的荧光. 该兼具结构色和荧光色的薄膜在防伪和显示方面有潜在的应用前景.

关键词: 嵌段共聚物, 自组装, 一维光子晶体, 聚集诱导发光

Abstract:

Big steric monomer with aggregation induced emission tetraphenylethylene group， norbornenyl modified with tetraphenyl ethylene（NTPE）， was designed and synthesized， dendronized block copolymer poly（decanephenyl terephthalate based norbornene）-block-poly（norbornenyl modified with tetraphenyl ethylene）（PNDC-b-PNTPE） was prepared by sequential ring-opening metathesis polymerization（ROMP） of NTPE and dendronized monomer with di-decanyl groups， decanephenyl terephthalate based norbornene（NDC）. One-dimensional photonic crystal（1D PC） thin film with both structural color and luminescent emission was prepared by thin film self-assembly. The experimental results showed that the 1D PC thin film， which reflects blue color， was prepared by quick self-assembly of PNDC-b-PNTPE in tetrahydrofuran（THF）， the maximum reflection wavelength（λ_max） was 443 nm. Scanning electron microscopy image of the cross section of the 1D PC thin film showed that the PNDC-b-PNTPE self-assembled into lamellar structures with periodicity of 133 nm. Fluorescent emission spectrum showed that the luminescent emission of the self-assembled 1D PC thin film was 425 nm. The 1D PC thin film with both structural color and luminescent emission shows potential in display and anti-counterfeiting fields.

Key words: Block copolymer, Self-assembly, One-dimensional photonic crystal, Aggregation induced emission

中图分类号:

O632.13

TrendMD:

段小丽, 韩慧敏, 赵明坤, 任丽霞. PNDC-b-PNTPE自组装制备兼具结构色和荧光色的薄膜. 高等学校化学学报, 2023, 44(11): 20230291.

DUAN Xiaoli, HAN Huimin, ZHAO Mingkun, REN Lixia. Self-assembly of PNDC-b-PTPE to Prepare Thin Films with Both Structure and Luminescent Color. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(11): 20230291.

图/表 4

Fig.1 1H NMR spectra of NDC(a), NTPE(b) and PNDC⁃b⁃PNTPE(c)

Fig.2 GPC traces of first block PNDC(a) and block copolymer PNDC⁃b⁃PNTPE(b)

Fig.3 Photographs of 1D PC thin film prepared by self⁃assembly of PNDC⁃b⁃PNTPE and the aggregation⁃induced emission of 1D PC thin film(A, scale bar=0.2 cm) and the spectra of reflection and fluorescence for the 1D PC thin⁃film(B)

Fig.4 Cross section SEM image of the 1D PC thin film

参考文献 21

1	Luo J.， Xie Z.， Lam J. W. Y.， Cheng L.， Chen H.， Qiu C.， Kwok H. S.， Zhan X.， Liu Y.， Zhu D.， Tang B.， Chem. Commun.， 2001， 18， 1740—1741
2	Chen J.， Xu B.， Ouyang X.， Tang B.， Cao Y.， J. Phys. Chem. A， 2004， 108（37）， 7522—7526
3	Tong H.， Haussler M.， Dong Y.， Li Z.， Mi B.， Kwok H. S.， Tang B.， J. Chin. Chem. Soc.， 2006， 53（1）， 243—246
4	Leung C. W. T.， Hong Y.， Chen S.， Zhao E.， Lam J. W. Y.， Tang B.， J. Am. Chem. Soc.， 2013， 135（1）， 62—65
5	Ding D.， Li K.， Liu B.， Tang B.， Accounts Chem. Res.， 2013， 46（11）， 2441—2453
6	Dou Y.， Kenry， Liu J.， Zhang F.， Cai C.， Zhu Q.， J. Mater. Chem. B， 2019， 7（48）， 7771—7775
7	Wang H.， Gu X.， Hu R.， Lam J. W. Y.， Zhang D.， Tang B.， Chem. Sci.， 2016， 7（9）， 5692—5698
8	Ma C.， Wang Y.， Wu Y.， Ren J.， Han Y.， Zhang S.， Wu S.， Chem. Eng. J.， 2023， 458， 141530
9	Liao Z.， Zhou Q.， Gao B.， Biosensors⁃Basel， 2023， 13（2）， 276
10	Liu C.， Li W.， Zhang W.， Zhao H.， He G.， Li C.， Wang C.， Li G.， Chem. Eur. J.， 2023， 29， e202203
11	Lova P.， ManfrediG.， Comoretto D.， Adv. Opt. Mater.， 2018， 6（24）， 1800730
12	Wang Z.， Chan C.， Zhao T.， Parker R. M.， Vignolini S.， Adv. Opt. Mater.， 2021， 9（21）， 2100519
13	Liberman⁃Martin A. L.， Chu C. K.， Grubbs R. H.， Macromol. Rapid Commun.， 2017， 38（13）， 1700058
14	Yi H.， Li Y.， Song D.， Chin. J. Chem.， 2023， 41（13）， 1566—1574
15	Ren L. X.， Zhao M. K.， Guo T. T.， J. Tianjin University， 2021， 54（6）， 599—606
	任丽霞，赵明坤，郭田田. 天津大学学报， 2021， 54（6）， 599—606
16	Guo T.， Yu X.， Zhao Y.， Yuan X.， Li J.， Ren L.， Macromolecules， 2020， 53（9）， 3602—3610
17	Piunova V. A.， Miyake G. M.， Daeﬄer C. S.， Weitekamp R. A.， Grubbs R. H.， J. Am. Chem. Soc.， 2013， 135（41）， 15609—15616
18	Zhang T.， Yang J.， Yu X.， Li Y.， Yuan X.， Zhao Y.， Lyu D.， Men Y.， Zhang K.， Ren L.， Polym. Chem.， 2019， 10（12）， 1519—1525
19	Zhao Y.， Guo T.， Yang J.， Li Y.， Yuan X.， Zhao Y.， Ren L.， React. Funct. Polym.， 2019， 139， 162—169
20	Ji S.， Zhang T.， Yuan X.， Ren L.， React. Funct. Polym.， 2022， 181， 105452
21	Qiao Y.， Yuan X.， Zhao Y.， Ren L.， Chem. Res. Chinese Universities， 2018， 34（5）， 828—832

[1]	杨炎福, 王齐齐, 张辉, 张庆磊, 赵军强, 赵义平, 陈莉. 以聚偏氟乙烯为基底的高渗透选择性聚酰胺/酯纳滤膜的制备与表征[J]. 高等学校化学学报, 2023, 44(4): 20220574.
[2]	段一雄, 杨柏, 李云峰. 纤维素纳米晶的空间受限自组装: 从胶体液晶到功能材料[J]. 高等学校化学学报, 2023, 44(2): 20220474.
[3]	沈欣怡, 张森, 王树涛, 宋永杨. 聚合物中空微球的合成策略[J]. 高等学校化学学报, 2023, 44(1): 20220627.
[4]	仵宇帅, 尚颖旭, 蒋乔, 丁宝全. 可控自组装DNA折纸结构作为药物载体的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220179.
[5]	李琳, 齐丰莲, 邱丽莉, 孟子晖. 基于六边形磁纳米片构建动态非晶态光学结构图案[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(8): 20220123.
[6]	俞彬, 谌小燕, 赵越, 陈卫昌, 肖新颜, 刘海洋. 氧化石墨烯基钴卟啉复合材料的电催化析氢反应[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(2): 20210549.
[7]	徐海东, 王睿, 梁高林. 自组装多肽探针在磁共振成像中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(12): 20220440.
[8]	李波, 孟禹汐, 王雯雯, 臧宏瑛. 多核多氧硫钼酸盐化合物的合成及质子传导性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210657.
[9]	杜顺福, 王文经, EL-SAYED El-Sayed M., 苏孔钊, 袁大强, 洪茂椿. 一种具有化学发光性能的锆基金属有机四面体[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(1): 20210628.
[10]	薛谨, 曹小卫, 刘依帆, 王敏. 纸质空心金纳米笼SERS传感器的制备及对非小细胞肺癌患者痰液中miRNAs的快速高灵敏检测[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2393.
[11]	王雅雯, 李东, 梁文凯, 孙迎辉, 江林. 表面等离激元金属纳米粒子的多元化结构及应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1213.
[12]	马卓远, 汪大洋. 分子自组装单层膜的表面浸润性研究现状和展望[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1031.
[13]	李荣烨, 倪云霞, 刘丹丹, 李志, 程玉新, 夏明欣, 付小会. 一种新型温度响应性聚氨基酸/聚类肽嵌段共聚物的合成与表征[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 850.
[14]	樊娟娟, 韩媛媛, 崔杰. ABC三嵌段共聚物胶束从多间隔结构到多核结构转变的Monte Carlo模拟[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(3): 857.
[15]	张娟, 胡馨月, 王洪勃, 廉英, 乐金玉, 杨子浩. 基于β⁃环糊精@全氟壬酸主客体作用构筑的斜六面体结构水凝胶[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3187.

PNDC-b-PNTPE自组装制备兼具结构色和荧光色的薄膜

Self-assembly of PNDC-b-PTPE to Prepare Thin Films with Both Structure and Luminescent Color

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 21

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价