激发波长依赖荧光油水凝胶的制备及其性能研究

作     者：郭栋 

作者单位：上海应用技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：欧阳春发;陈涛

授予年度：2023年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：油水凝胶 激发波长依赖 刺激响应 动态荧光 信息防伪 

摘      要：油水凝胶是由三维聚合物网络构成的软湿材料,具有良好的固体稳定性和液体流动性,并可以通过结构设计和功能单体引入赋予其独特的刺激响应性能。荧光水凝胶材料是通过在凝胶网络中引入荧光发色团而制备得到。这类材料因兼具水凝胶的智能性和荧光单元的功能性而受到研究人员的广泛关注。目前,用于信息加密-解密的各类荧光水凝胶防伪标签取得了快速的发展,但是仍然受荧光颜色单一、荧光颜色无法动态变化等限制,使得加密信息的安全等级较低。因此,亟需开发新的材料、编辑新型的加密-解密逻辑以解决这一难题。在此,我们设计了一种具有激发波长依赖性的荧光油水凝胶,并以此构筑防伪标签,利用温度的刺激,实现荧光颜色变化,从而解密信息的真伪。基于此,本文做了如下工作:通过结构设计,在聚N,N-二甲基丙烯酰胺(p DMA)水凝胶网络的基础上,将6-丙烯酰胺-吡啶酸(6APA,荧光配体)和丙烯酸酯螺吡喃(SPMA,光致变色单体)作为荧光团,共聚在聚甲基丙烯酸十八酯(SMA)油凝胶网络中,制成具有异质网络的p DMA/p(SMA-SPMA-6APA)荧光油水凝胶。再通过引入镧系金属Tb,使其与6APA配体形成在254nm激发波长下发射绿色荧光的配合物,最终制备得到激发波长依赖的p DMA/p(SMA-SPMA-6APA-Tb)荧光油水凝胶。此外,SPMA与6APA-Tb的荧光颜色也会受到温度的影响发生改变,最终呈现为荧光颜色、强度的变化。基于双重刺激响应,该激发波长依赖的荧光油水凝胶可以用于实现信息的多级存储、加密,增强了加密信息的安全性。