光異構(gòu)化是一種利用清潔和遠(yuǎn)程光源將一種異構(gòu)體可逆地轉(zhuǎn)化為另一種異構(gòu)體的方法，已廣泛應(yīng)用于光致動(dòng)器、藥物緩釋、信息存儲(chǔ)、光致變色材料和光控器件等系統(tǒng)中。光異構(gòu)超分子組裝體作為可逆光同分異構(gòu)體和動(dòng)態(tài)非共價(jià)相互作用的組合，具有光降解性、形狀記憶、相變等多種有趣的物理化學(xué)特性。通常情況下，由于非平面異構(gòu)體具有空間位阻使其不能有序堆疊，由相對(duì)平面的異構(gòu)體光異構(gòu)到扭曲的異構(gòu)體會(huì)導(dǎo)致超分子體系的解組裝。然而，盡管在液晶系統(tǒng)中已經(jīng)報(bào)道了一些在光照射下從較無(wú)序的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦行驙顟B(tài)的例子，但基于反式→順式光異構(gòu)化誘導(dǎo)的不規(guī)則聚集到規(guī)則聚集的逆向轉(zhuǎn)變，目前鮮見(jiàn)報(bào)道且較難實(shí)現(xiàn)。
近日，課題組報(bào)道了一種由平面到非平面光異構(gòu)體轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的反向超分子溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變的例子，這與傳統(tǒng)的光誘導(dǎo)凝膠坍行為塌截然相反。該工作利用酰腙連接單體作為光異構(gòu)分子實(shí)現(xiàn)上述溶膠到凝膠的相轉(zhuǎn)變。在單體分子中，亞胺健驅(qū)動(dòng)反式-順式相互轉(zhuǎn)化而酰胺基團(tuán)產(chǎn)生的分子間氫鍵形成光異構(gòu)化誘導(dǎo)的自組裝體。由于分子中酰腙的部分反式→順式光異構(gòu)化導(dǎo)致了單體堆疊模式的改變，從而產(chǎn)生這種溶膠到凝膠轉(zhuǎn)變的反常相變特征。在此基礎(chǔ)上，這種光誘導(dǎo)超分子凝膠可應(yīng)用于微流體裝置中微閥的原位形成，因此在微型智能材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)研究成果發(fā)表于《Chemical Science》（2022, DOI：10.1039/D2SC01657E），
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課題組高昭副教授和碩士生閻菲為論文的共同第一作者，田威教授為論文的通訊作者。