气体响应性聚合物的合成与应用是近年来高分子科学研究的前沿课题。日前，北方民族大学郭生伟副教授和加拿大舍布鲁克大学（Université de Sherbrooke）赵越教授合作，提出了利用气体响应性聚合物检测二氧化碳的新方法，相关研究成果以“Sensing Carbon Dioxide through Solution Transparency Change of Gas-Responsive Polymers”为题在线发表于国际学术期刊J. Mater. Chem. C上。

  研究人员将具有UCST的温敏性聚合物用于感知和检测水溶液中的二氧化碳浓度。他们合成了丙烯酰胺（AAm）、丙烯腈（AN）和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯（DEAEMA）的无规共聚物。这些共聚物具有不同的AAm和AN含量，且DEAEMA含量均很低（< 3.0 mol%）。通过聚合物溶液透明度的变化可以用于感知或检测（两种方式）二氧化碳浓度。

  其一，使用单一的P(AAm-co-AN-co-DEAEMA)聚合物时，其溶液相转变诱导透光率的变化可以在非常窄的温度区间内完成，且随着二氧化碳浓度的增加，溶液浊点（CP）会显著下降。在给定温度（25℃）下，可以通过聚合物溶液透光率的突变来检测二氧化碳的阈值浓度。

  其二，将具有CP差异很大（> 30 K）的两种聚合物混合，发现可以抑制上述尖锐的UCST型相变，而代之以溶液透光率的变化会在一个宽广的温度区域（> 35 K）内逐渐发生。这种混合聚合物溶液可用于通过逐渐且大致线性的透光率变化来检测变化的二氧化碳浓度。

  上述两种现象均可通过人眼识别。

  论文第一作者为北方民族大学郭生伟副教授，加拿大舍布鲁克大学（Université de Sherbrooke）赵越教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了加拿大自然科学与工程研究委员会（NSERC）、魁北克自然科学与工程研究基金会（FRQNT）、国家留学基金委（CSC）和宁夏教育厅优青培育计划项目的支持。

  论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c8tc05346d#!divAbstract