中国林科院林化所储富祥/王基夫 AFM：新型木质素基低迁移率的大分子光引发剂-以制备疏水性深共晶凝胶作为水下胶黏剂和传感器

2024-10-03 来源：高分子科技

近年来，基于导电凝胶的柔性可穿戴传感器在智能机器人、能量采集和人体运动检测中得到了广泛应用。然而，这些柔性传感器在日常活动中不可避免地暴露于水下等潮湿环境中，例如出汗和潜水作业。当这些柔性传感器在水中应用时面临润胀和小分子物质迁移导致机械性能下降的挑战，因此亟需开发高效的水下黏附和运动信息检测传感器。为此，许多研究者致力于通过UV光、热或辐射聚合建立疏水网络的凝胶用于水下传感器，其中UV光引发聚合技术因其低挥发性有机化合物排放、高固化效率和低能耗而备受关注。尽管这些UV光引发聚合制备的疏水性凝胶在水中表现出优越的抗膨胀性和机械性能，但通常残留的小分子光引发剂可能存在毒性风险，尤其是在水下环境中发生迁移时，这不仅对人体造成潜在危害，还可能对生态系统造成不良影响。

针对以上问题，近日，中国林业科学研究院林产化学工业研究所储富祥研究员团队提出了一种新型木质素基大分子光引发剂（L-BF），通过酯化反应将光敏基团苯甲酰甲酸接枝到木质素骨架上（图1）。研究了L-BF的光引发效率、迁移行为和疏水性。随后以L-BF为光引发剂，通过在疏水性深共晶溶剂中进行丙烯酸单体的UV引发本体聚合（图1），开发了一系列完全疏水的深共晶凝胶（HEG）。所制备的HEG具有高透明度、UV屏蔽、抗膨胀性和卓越的机械性能，并且在水下和有机溶剂中具有低光引发剂迁移性。最重要的是，这些HEG表现出优异的水下粘附力和环境稳定性，可用作水下人体运动检测、安全可靠的柔性传感器。

图1 L-BF和木质素基HEG的制备。A) 制备L-BF结构示意图。B)UV光引发聚合制备HEG的结构示意图及其在水下传感通信中的应用

图2 L-BF的光引发机理及化学结构表征

图3 HEG的光学性质、力学性能和L-BF光引发剂迁移特性研究

图4 木质素基HEG的水下黏附性能

图5 木质素基HEG的疏水性能

图6 HEG基柔性传感器在水传感和通信中的功能演示

该工作以“Lignin-Based Macromolecular Photoinitiator for Non-Migration, Self-Adhesive, and Water-Resistant Eutectogels toward Underwater Reliable Communication”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。
中国林业科学研究院林产化学工业研究所博士研究生罗通为论文的第一作者，指导老师王基夫研究员为论文的通讯作者。该工作还得到了储富祥研究员和王春鹏研究员的支持和深刻指导，及国家重点研发计划项目（2023YFD2200503）和国家自然科学基金项目（32371822）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202414481

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