近日,西安工程大学武海良教授、姚一军副教授在高稳定性荧光可调高分子发光膜、超吸电解质溶液凝胶材料方面取得新进展,在国际知名TOP期刊发表研究论文2篇。研究成果对利用纺织可再生资源加工绿色功能生物基高分子材料,以推动其在高端安全警示织物、热湿管理防护织物等方面应用具有重要参考。
高稳定性荧光可调纤维素发光膜
该工作在前期制备的不同形貌纤维素基微凝胶基础上(Carbohydrate Polymers, 2021, 269, 118265),提出了一种采用中空微球包覆疏水荧光染料制备高稳定、荧光可调和柔性高分子发光膜的方法。其主要策略是:中空微球体系中存在疏水相互作用、分子内/分子间氢键作用、明胶蛋白质产生的静电斥力及中空疏水微区,其中疏水相互作用和分子内氢键可将荧光分子稳定负载到疏水微区,避免外界环境对荧光分子干扰,增强荧光稳定性;静电斥力和疏水微区可改善荧光分子分布,降低荧光分子聚集;上述作用相互协同有利于增强荧光微球发光强度和稳定性,荧光强度可通过疏水染料FITC负载量、烷基链长度和取代度及中空微球浓度进行调控。本工作不仅可以提高疏水荧光染料在水中分散性,还可以防止染料脱落和聚集,对解决具有聚集诱导淬灭效应的荧光分子易聚集和稳定性差的问题具有重要意义,为制备环境友好型特异性强的高分子荧光材料提供了一种简便、绿色、通用的方法。
图2 中空纤维素基荧光微球加工的涂层及纤维荧光外观
相关工作以“Tunable Photoluminescent, Water-Resistant and FlexibleFilms Prepared Using Hollow Cellulose-Based Microspheres Encapsulating Hydrophobic Fluorescent Dyes”为题发表在Chemical Engineering Journal期刊(SCI一区TOP,IF=15.1)。纺织科学与工程学院姚一军副教授为论文第一作者兼通讯作者,武海良教授为共同通讯作者。研究生薛囝囡、郝可鑫、曹婍、付岽等参与了本工作。
超吸水材料具有吸水倍数高、保水能力强、外观柔软、内部呈多孔网状结构等优点,在土壤保湿、医用防护服、伤口敷料、卫生用品等领域受到广泛关注。然而,现有大多数超吸水凝胶在制备过程中,仍依赖于较长时间(超过1h)的加热或紫外线辐射,且存在对含电解质水溶液吸收能力有限、吸水后机械性能不足的问题,阻碍了其实际应用。
图3 双交联高吸水性CMC-PAA-LM/PDES凝胶的制备及性能特征
以上工作得到了国家自然科学基金(52203125)、泰山产业领军人才工程专项经费、中国纺织工业联合会应用基础研究项目、陕西省教育厅重点项目等资助。
文章链接:
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149116
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121910