[發(fā)明專利]一種智能型光致變色材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011312263.8
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN114516965B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 匡小飛;盧燦忠
• 申請（專利權）人: 廈門稀土材料研究所
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08L33/12;C08L87/00;C08J5/18;C07D471/06;C07D487/04;C07C233/03;C07C233/05;C07C231/24;C09K9/02
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 呂少楠

本發(fā)明公開一種智能光致變色超分子材料及其制備方法和應用，超分子復合物由電子受體和電子給體組裝形成，電子受體具有如式(I)所示結構的電子受體骨架，電子受體與電子給體經(jīng)過孤對電子與π?平面的相互作用路徑實現(xiàn)電荷轉移，從而表現(xiàn)出光致變色行為。超分子復合物與高分子形成的復合膜在室內(nèi)顯示無色透明，在室外陽光下顏色變?yōu)樽厣该鳎疫@種智能行為僅僅由太陽光強度控制與空氣中氧氣控制。這種智能變色行為在可擦寫紙、透明玻璃窗、變色眼鏡片、數(shù)據(jù)存儲以及防老化、防偽和現(xiàn)代軍事領域展現(xiàn)出遼闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于光致變色材料領域，具體涉及一種智能型光致變色材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著社會的進步，人們對于生活的品質(zhì)要求越來越高，尤其體現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｊ褂玫牟牧戏矫妫瑥膫鹘y(tǒng)的陶瓷到冶金以及后來的高分子材料。近年來，智能材料在我們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾慕巧缰悄苁謾C、智能機器人等等。自然界為我們開發(fā)各種新型材料提供了極好的藍圖，如向日葵向光性，撲蠅草捕捉昆蟲、變色龍、魷魚、章魚等頭足節(jié)動物通過改變皮膚顏色來偽裝自己、南美大閃蝶通過空氣濕度來改變翅膀五彩斑斕的顏色等。因此，開發(fā)這種仿生的全智能材料成為新的研究方向和熱點，其中這類材料最大的特點就是可以感知自然界的光、熱、濕度、溫度等自動調(diào)節(jié)材料的性能，從而通過集成的方式組裝具有感知能力的全智能機器人。在這類材料中，光致變色材料是一類非常重要的刺激響應材料。目前工業(yè)上主要是三氧化鎢、二氧化鈦和鹵化銀等無機物通過高溫蒸鍍方法鍍膜，這樣不僅耗能，而且鍍膜容易脫落，并且使用范圍極其有限。近年來，有機光致變色材料取得了重要的進展，主要有偶氮苯、俘精酸酐、螺吡喃、二芳基乙烯等四類。這類材料的共同特點是通過控制入射光波長，可以可逆控制光致變色性能，因此主要作為分子開關廣泛用于各類分子器件等領域。然而，在自然界體系中，我們制備的玻璃窗和防曬眼鏡都是直接暴露在太陽光下的，其中包括部分紫外線和大部分可見光，這樣，上述這類材料就失去了光致變色性能。因此，尋找新的有機體系，開發(fā)不僅能夠全自動響應太陽光，而且能夠與環(huán)境適應實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)的仿生材料，使之能夠在極端條件下的適應性軍事偽裝和智能眼鏡，智能窗等領域展現(xiàn)獨特的應用，是目前化學與材料學領域的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種給-受體的電荷轉移超分子復合物，其由電子受體和電子給體組裝形成，所述電子受體具有如式(I)所示結構的電子受體骨架，電子受體與電子給體經(jīng)過孤對電子與π-平面的相互作用路徑實現(xiàn)電荷轉移，從而表現(xiàn)出光致變色行為；

其中，R₁、R₂相同或不同，彼此獨立地選自無取代或任選被1、2個或更多個鹵素、C_1-40烷基、C_1-40烷氧基取代的下列基團：C_6-20芳基、5-20元雜芳基；

選自無取代或任選被1個、2個或更多個R_a取代的下列基團：

為連接位點；

每個R_a相同或不同，彼此獨立地選自H、鹵素、C_1-40烷基、C_3-40環(huán)烷基、C_1-40烷氧基，以及任選被鹵素、C_1-40烷基、C_3-40環(huán)烷基、C_1-40烷氧基取代或未取代的C_6-20芳基、5-20元雜芳基、C_6-20芳基氧基、5-20元雜芳基氧基；

所述電子給體為富電子的有機分子，例如可以為含有孤對電子的有機溶劑分子，優(yōu)選為二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二甲基烯丙基胺、N,N-二乙基氯甲酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基苯甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)和四氫呋喃(THF)中的一種、兩種或更多種。