云南大学邱立课题组、科罗拉多大学张伟课题组 ACS Materials Lett.：可修复、可回收的AIE活性聚亚胺荧光薄膜

2023-08-10 来源：高分子科技

固态有机荧光材料在光电器件、传感、数据存储和编码等方面具有广阔的应用前景。AIE活性聚合物，即具有聚集诱导发光效应的聚合物在固态下发光能力强，在上述应用中表现出高发射效率、结构可定制以及良好的可加工性等优点。目前大多数AIE活性聚合物为热塑性材料，机械强度较弱，在高温下（如光电应用）会进一步受损，对其性能产生负面影响并缩短其使用寿命。同时，聚合物往往难以降解，对环境产生较大的影响。因此，制备环保可降解，且具有较良好力学性能的AIE活性聚合物具有重要意义。

图1 AIE活性PI荧光薄膜（TPE-PIs）的制备与组成

近期，云南大学邱立课题组和美国科罗拉多大学张伟课题组将AIE结构单元TPE通过共价键的方式引入至聚亚胺PI中，成功获得了具有优异发光性能的热固性薄膜材料TPE-PIs（图1）。研究表明，TPE-PIs不仅具备良好的发光性能（图2a）和机械性能（图2b），而且还继承了PI vitrimer（类玻璃高分子）的优点（可再加工性、延展性和可回收性，图3）。与 T1-PI 中的侧链相比，TPE 单元共价连接到聚合物主链（即 T2-PI）时表现出比纯PI更大的荧光和机械性能增强效果。有意思的是，水或残留溶剂的存在通常不利于样品光物理性能的稳定性。然而，对于TPE-PIs而言，具有氢键形成能力的溶剂比如水能有效增强其发光强度而不牺牲其稳定性，因此TPE-PIs在水下应用方面表现出巨大的潜力（图2c,d）。该工作以“Rehealable and Recyclable Aggregation-Induced Emission (AIE)-Active Luminescent Vitrimers”为题发表在《ACS Materials Lett》上（ACS Materials Lett. 2023, 5, 2348?2354）。文章第一作者是云南大学李睿洋硕士研究生。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图2 PI与TPE-PIs的光学（a）和机械（b）性能；T2-PI-2 在水下照明领域的应用（c）以及T2-PI在12 M NaCl水溶液中浸泡1 h前后的量子产率（d）。

图3 TPE-PI荧光薄膜的修复与回收性能

该工作是团队近期关于动态共价聚合柔性（复合）材料光电应用研究的最新进展之一。利用亚胺键的可逆特性，团队成功制备了以碳纳米管为导电增强相的聚亚胺复合材料，所得材料表现出很好的延展性、修复性、可回收性和导电性，这一特点可为开发低成本及环境污染小的柔性电子器件提供了很好的思路，在此基础上，进一步对导电增强相和聚亚胺骨架进行改性，分别获得了具有更高导电性和更好机械性能的复合材料，为聚亚胺材料适应不同应用场景提供了良好的实验基础（Chin. Chem. Lett., 2023, 34, 107363；Chinese J. Chem., 2023, 41, 2125-2131；ACS Appl. Electron. Mater. 2021, 3, 3, 1178；Mater. Adv. 2021, 2, 4333-4338；ACS Appl. Nano Mater. 2020, 3, 5, 4845）。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmaterialslett.3c00730

版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。

（责任编辑：xu）

【大中小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯

更多>>科教新闻