《ACS Polym. Au》首篇水凝胶！多响应PEG水凝胶中芘共聚物光反应性

【背景】

使用简单组分合成和制造多响应聚合物水凝胶是一项重大挑战。芘是一种形成准分子的荧光团，主要用作微环境探针和人造和生物材料中紧密接近的分子的定位。德国莱布尼茨互动材料研究所Robert Göstl教授结合芘的几种特性来构建水凝胶，其中受激准分子的存在受光的光化学控制。

【摘要】

这种光反应性受水凝胶的水含量控制，在原型水凝胶光刻工艺中应用这些效应的组合并调节水凝胶的机械性能。通过溶胀程度控制水凝胶的含水量作为门控刺激，控制芘甲酯从其聚（甲基丙烯酸酯）骨架的光诱导溶剂分解。水凝胶的多响应性完全基于对芘形成准分子的趋势的原位操作，不需要进一步的助剂，从而使材料合成非常简单。文章以题为“Gated Photoreactivity of Pyrene Copolymers in Multiresponsive Cross-Linked starPEG-Hydrogels”发表在期刊《ACS Polymers Au》。

【主图导读】

作者通过可逆加成-断裂链转移（RAFT）合成了一系列由甲基丙烯酸芘酯（PyMA）和低聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯（OEGMEMA）组成的具有不同芘摩尔比例芘的共聚物。通过端基的化学修饰，它们作为共价大交联剂 PyMC 并入starPEG水凝胶（示意图 1b）。取决于链内芘和总芘质量浓度芘，水凝胶的发射性质主要受分子内和分子间效应支配。

示意图 1. (a) 双功能 RAFT CTA2 的合成和来自该聚 (PyMA-co-OEGMEMA) 大交叉连接物 PyMC ，(b) 使用 PyMC 和 HS-PEG-SH 作为交联剂制备 starPEG 水凝胶。

图 2. PyMC 内芘聚集行为与溶剂、芘和照射持续时间有的关系图。(a) PyMC10在 H2O 中的归一化（最大）激发光谱。(b) PyMC10在THF中的归一化（最大）激发光谱。(c) PyMC10 PyMC20在H2O中的归一化吸收光谱。(d) PyMC10在单体和准分子峰的单体和准分子峰在测量过程中持续照射前后的激发光谱。

图 4. 芘准分子发射与 PyMC 交联水凝胶中溶胀度的相关性。(a) PyMC17 交联水凝胶的准分子与单体发射比。(b) 干燥和平衡膨胀PyMC17 交联水凝胶的归一化发射光谱。(c) PyMC08 交联凝胶的归一化发射光谱。

图 7. (a) PyMC17 交联水凝胶和 b) 仅 HS-PEG-SH-交联在聚合和随后光解过程中的储能 (G') 和损耗模量 (G")。

参考文献：doi.org/10.1021/acspolymersau.1c00011

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