近红外（NIR）光响应形变聚合物因其独特的光响应形状转变及驱动性能在驱动器、软体机器人、机械工程以及航空航天等领域有很好的应用前景。NIR光是一种可精确调控的刺激源，通过对光线的调控可以对光响应形变过程进行远程精准控制。目前NIR光响应形变聚合物主要通过在聚合物网络内引入一定量碳纳米管、石墨烯等具有光热转换效应的填料而制备得到，但该类方法面临填料团聚等挑战。填料团聚会显著影响聚合物网络的均一性，对所得NIR光响应形变聚合物的机械性能、形变性能以及光响应性等造成不利影响。
近日，浙江大学王立教授和俞豪杰副教授课题组受贻贝粘蛋白化学启发，制备了一种不含光热转换填料的NIR光响应形变聚合物。该聚合物由儿茶酚（Catechol）封端的聚乙二醇（PEG-Dopa）与Fe(III)在碱性（pH=11）条件下经配位交联后制得（图1）。
图 1. 聚合物的制备及结构表征
聚合物网络中形成的tris-Catechol-Fe (III) 配合物对NIR光有较强的吸收，使得聚合物表现出较强的光热转换能力。借助PEG链段的结晶/熔融相转变行为，所制备的聚合物具有较好的NIR光响应形变特性（图2）。此外，利用Catechol-Fe (III) 配位键在高温下的键交换，还可重塑聚合物的初始形状。鉴于该聚合物良好的光响应形变特性，对其在光控开关方面的应用进行了探索，发现所得光控开关有灵敏的光响应性能。
图2. 聚合物的光热转换性能、光响应形变性能
图3. 聚合物在光控开关方面的应用探索
以上成果于近期发表在Advanced Functional Materials上，论文题目为NIR light-triggered Shape Memory Polymers Based on Mussel-Inspired Iron-Catechol Complexes，第一作者为浙江大学梁瑞雪博士，通讯作者为浙江大学俞豪杰副教授。
论文信息：Adv. Funct. Mater. 2021, 2102621
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202102621
