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光响应高分子材料的基本结构?
光响应高分子材料是指吸收光能后,能够在分子内或分子间产生化学或物理变化的一类功能高分子材料。伴随着分子结构与形态的改变,材料表现出某些宏观性质的变化,如在光刺激下发生形状、颜色或者折射率的变化等。
光能具有环保性、远程可控性、瞬时性等优异的特性,因此光响应性高分子材料受到了越来越多的关注。通过合理的设计,光响应高分子材料可以产生光致形变或具有形状记忆功能,完成诸如伸缩、弯曲、爬行、转动等一些复杂的运动,并且可以制作成多种柔性智能执行器,在人工肌肉、微型机器人、微泵、微阀等领域有着广泛的应用前景
光响应智能高分子是指经紫外光、近红等紫外光、近红等的照射,其自身吸收一定量光能, 并发生明显 、特定的物理或化学性质变化的一类高分子。
光响应智能高分子与其他环境响应聚合物相比,有其独特的优势:光源安全、清洁,并且在光响应智能高分子的光反应过程中,光控过程能达到定点时 、实时开启和停止, 且不用加入其它试剂,整个过程中也不产生副产物 。
通过调节光波长和强度等参数 ,能“定点、 定时 、调速、调量 ”地成功调控光响应智能高分子的性质。正是由于光响应智能高分子具有的这些独特优势,使其在 光响应智能生物开关 、光响应形状记忆 、光响应高分子凝胶 、光响应生物传感器 、光响应机械执行器 和光响应药物控释等方面有着广泛的应用 。
光响应高分子材料通常含有能吸收光能的分子或官能团,在光的作用下会发生某些化学或物理反应,产生一系列结构和形态变化,从而表现出特定的功能。
在光参量的作用下产生光化学转变的基团主要包括偶氮苯基团(偶极矩、尺寸和形状的改变),苯并螺吡喃基团(形成两性离子),三苯基甲烷基团(产生可逆离子解离)和肉桂酸基团(光二聚反应),这些光化学转变可以进一步诱导含有这些基团体系的光学、力学、化学性质的变化
偶氮苯类的衍生物是目前研究最为广泛的一类光响应基团,在光或热的作用下,偶氮苯可以实现顺反异构化的改变,其反式构象在热力学上处于稳定状态,在紫外光的照射下,反式的偶氮苯发生异构反应,转变成顺式偶氮苯; 顺式偶氮苯构象热力学上处于非稳定状态,自然状态下可逐渐恢复到反式构象
光响应高分子材料通常由以下基本结构组成:
1. 光敏基团:包含能够吸收光能的基团,如光聚合基团或光电转换基团。这些基团能够在光照条件下发生结构改变或产生光电效应。
2. 聚合物主链:光响应高分子材料通常以聚合物主链为基础。聚合物主链提供了材料的骨架,并且可以调整其物理和化学性质。
3. 功能性侧链:为了增强材料的光响应性能,通常会引入具有特定功能的侧链。这些侧链可以包含光敏基团、光电转换基团、能够吸收特定波长的功能基团等。
4. 背景基质:光响应高分子材料的基本结构通常是以一种背景基质为基础。这种基质可以是无机材料、有机聚合物或共聚物等,用于提供材料的机械强度和稳定性。
以上是光响应高分子材料的一般基本结构,具体的结构设计会根据材料的用途和应用需求进行调整和优化。
到此,以上就是小编对于典型高分子材料形变过程的问题就介绍到这了,希望介绍关于典型高分子材料形变过程的1点解答对大家有用。