偶氮苯基光控可逆粘合剂

粘合剂材料用途广、品种多，被称为“工业味素”，在许多现代产业中成为不可或缺的材料。但是，粘合剂材料面临着回收困难、不可循环使用的难题，这也给环境和资源带来了巨大的挑战。因此，开发可逆粘合剂对于材料科学和环境保护的发展都具有重要的学术价值和实际应用意义。近年来，有报道指出特定结构的偶氮苯衍生物在紫外光诱导顺反异构的同时伴随着材料固-液相态转变，有望用于可逆粘合剂领域。然而，这种耗时较长的异构化转换严重限制了快速固化型粘合剂材料的实际应用。

近日，北京化工大学尹梅贞（点击查看介绍）课题组构建了一种绿光触发偶氮苯衍生物快速固液态转变的光热材料，开发出一种高度可逆的光控粘合剂。作者利用适当长度的烷基链和双萘酚共同调节偶氮苯衍生物P1到一个稍高于室温的熔点。绿光照射下，P1的光热效应导致了固体到液体的转变。停止光照，随着热量的释放，液态P1可在2 min内快速自发恢复到固态。相同功率和光照时间的条件下，只有绿光能够实现P1从固态到液态的转变，紫外光、蓝光、红光则不能实现。通过循环伏安循环曲线法，测得P1的基态和激发态之间的能量差刚好匹配绿光的能量范围，因此P1更容易吸收绿光的能量。

图1.（a）偶氮苯衍生物P1和P2的结构式；（b）P1随着绿光照射时间的升温及固液态转变图片；（c）P1和P2固体吸收光谱；（d）P1的循环伏安曲线。

液态P1自发且快速固化后表现出优良的粘合性能；绿光照射后，P1升温熔化，失去粘合性能，此过程高度可逆。这种光开关的粘合剂极易溶于二氯甲烷等常见有机溶剂，容易清洗回收，可循环使用，在绿色环保、资源节约的粘合剂领域展现出巨大的应用前景。

图2. 绿光开关的可逆粘合剂示意图

该研究的意义在于通过绿光光热效应诱导材料实现快速的固液态转变，并可用于高度可逆的光控粘合剂，为制备绿色环保型粘合剂提供了一种新方法。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society 上，北京化工大学博士生吴振为论文的第一作者，尹梅贞教授为通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。本研究工作得到了国家自然科学基金委、中组部“万人计划”及北京化工大学“双一流学科”项目的资助。

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Green-Light-Triggered Phase Transition of Azobenzene Derivatives toward Reversible Adhesives

Zhen Wu, Chendong Ji, Xujie Zhao, Yilong Han, Klaus Müllen, Kai Pan, Meizhen Yin

J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 7385-7390, DOI: 10.1021/jacs.9b01056

尹梅贞教授简介

尹梅贞，教授，博士生导师。德国德累斯顿理工大学博士（2001-2004），德国高分子马普所博士后（2005-2008），现为北京化工大学教授。主要从事荧光纳米材料的精准构建与应用研究，包括特异性荧光分子标记、生物分子高效运载、有害气体以及金属的特异性检测、超敏感刺激响应性等应用研究。在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Chem. Soc. Rev., Prog. Polym. Sci., ACS Nano, Small, Chem. Commun. 等国际杂志上发表论文90 余篇，授权专利21项。荣获第十三届“中国青年女科学家奖”、入选第三批国家万人计划（领军人才）、教育部新世纪人才支持计划、科技部中青年科技创新领军人才、第九届侯德榜化工科技创新奖、北京市三八红旗奖章。

https://www.x-mol.com/university/faculty/17279