【纳米】通过调节偶氮苯对位取代基的电子效应制备具有可控光响应性的超薄聚合物囊泡- 大数跨境

X-MOL资讯

2025-03-01

导读：华东理工大学林绍梁/靳海宝教授团队与上海交通大学周永丰教授团队合作，提出了一种制备光响应动力学可控的超薄聚合物囊泡的新策略。

通过两亲性交替共聚物（AAAC）的自组装来制备具有可控的光响应动力学的超薄聚合物囊泡对于实现纳米材料的功能化应用具有重要意义。然而，受限于功能化单体的合成和对聚合过程的复杂调控，实现这一目标仍然具有挑战性。近日，华东理工大学林绍梁/靳海宝教授团队与上海交通大学周永丰教授团队合作，提出了一种制备光响应动力学可控的超薄聚合物囊泡的新策略。

图1. AAAC的分子设计、自组装行为和UTPS的光响应动力学。

随着科技的不断进步，人们对纳米材料智能化的需求越来越大，特别是在催化、药物递送和环境监测等领域。超薄聚合物囊泡（UTPS）是一种新兴的纳米材料，因其独特的结构特性而受到广泛关注。UTPS不仅具有较大的比表面积，还能通过外部刺激（如光、温度等）实现可控的结构和性能变化，从而在多种场景的应用中表现出潜力。

在本研究中，作者通过自组装技术将含偶氮苯的侧链型两亲性交替共聚物（AAAC）制备成了直径在210-270 nm之间、厚度在1.91-2.14 nm之间的UTPS。这些超薄聚合物囊泡壁厚依赖于偶氮苯侧基的长度，与该团队之前提出的“侧链共轭堆积”机制相符。偶氮苯基团的引入使得UTPS在紫外光和可见光的照射下能够发生可逆的光异构化，进而导致UTPS的可逆的尺寸和壁厚变化。

随后通过系统的异构化动力学实验来探索不同UTPS的光响应速率与偶氮苯对位取代基的电子效应之间的关系。结果表明，硝基（吸电子效应）修饰的UTPS的光响应速率明显快于羟基（供电子效应）修饰的UTPS，异构化速率常数相差达到6.7倍。这一发现不仅为光响应材料的设计提供了一种新策略，也为未来开发可控的光响应系统奠定了基础。

最后，通过包封亲水性模型货物分子罗丹明6G和亚甲基蓝评估了UTPS在药物控释方面的潜力。结果表明，UTPS的光控释放性能高度依赖于其光响应动力学。通过调节偶氮苯的对位取代基，能够实现对药物释放速率的精确控制，UTPS展现出在生物纳米技术中的应用潜力。

总之，该研究为超薄聚合物囊泡的开发与应用提供了新的思路和方向。这篇工作中对含有不同对位取代基的偶氮苯的异构化能力的探索，为更有效地设计和优化光响应智能纳米材料提供了前瞻性的指导。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是华东理工大学博士研究生孙子超，通讯作者为华东理工大学林绍梁教授、靳海宝教授以及上海交通大学周永丰教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Ultrathin Polymersomes with Controllable Light-Responsivity via Adjusting the Electronic Effect from Para-Substituents of Azobenzene

Zichao Sun, Zejiang Xu, Mingyu Ding, Liquan Wang, Lin Zhao, Pengliang Sui, Guodong Li, Haibao Jin, Yongfeng Zhou, and Shaoliang Lin

Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202503104, DOI: 10.1002/anie.202503104

导师介绍

林绍梁

https://www.x-mol.com/university/faculty/17696

周永丰

https://www.x-mol.com/university/faculty/12601

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