【摘 要】
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图案是自然界中常见的现象,从巍峨壮丽的山川岩石,到人类沟壑纵横的大脑皮层。图案化赋予了材料表面独特的物理,化学和生物等性能,其在现代科技发展中有着重要的意义,并在信息储存,传感器,生物器件等众多领域发挥着不可替代的作用。根据现有的技术,表面图案化的制备方法主要分为两大类:自上而下和自下而上法。自上而下的方法主要包括光刻,纳米压印等方法。这种方法是工业上制备图案最成熟的工艺其精确度高且重复性好,但是
【基金项目】
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国家自然科学基金（51773114,21704062）； 上海市科委重点项目（17JC1400700）；
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图案是自然界中常见的现象,从巍峨壮丽的山川岩石,到人类沟壑纵横的大脑皮层。图案化赋予了材料表面独特的物理,化学和生物等性能,其在现代科技发展中有着重要的意义,并在信息储存,传感器,生物器件等众多领域发挥着不可替代的作用。根据现有的技术,表面图案化的制备方法主要分为两大类:自上而下和自下而上法。自上而下的方法主要包括光刻,纳米压印等方法。这种方法是工业上制备图案最成熟的工艺其精确度高且重复性好,但是其技术复杂,工艺繁琐等局限限制住了其进一步的发展。自下而上主要包括自组织以及自组装。这种方法主要是自发的形成图案,通常对于技术的要求较低而且工艺流程简便,是一类很有前景的制备图案的方法。褶皱图案的制备是自下而上方法的经典代表,其具有制备简单,能够自发生长且工艺可控等优势,近几年来吸引了众多科研工作者的广泛关注。通过几十年来的不断研究,褶皱已从最初的静态图案,发展到如今的刺激响应的动态可逆表面图案。基于动态图案的重要性以及目前制备多重响应动态可逆图案的困难,我们探索了两种制备动态褶皱的策略:一是利用动态交联网络构筑聚合物体系实现动态可控的表面褶皱图案;另一类通过研究荧光褶皱双重图案的不同组合,进而达到丰富表面图案的设想。这类研究对于湿度检测,防伪工程,智能窗户等领域有很大的应用前景。一、基于硼酸酯键和聚醚胺PEA构筑动态交联网络制备动态褶皱图案。通过间苯二酚二缩水甘油醚和1-己胺的缩聚反应制备的聚合物主体PEA与9-蒽硼酸（ABA）进行构筑动态交联网络。蒽分子在不同波长紫外光照射下发生可逆的二聚反应,产生可擦除的褶皱图案。聚合物PEA侧链的氨基和羟基能够与9-蒽硼酸的羟基发生缩合反应,此外,氮原子和硼原子之间通过Lewis酸碱作用能形成稳定的硼氮配位键,从而形成稳定的五元环结构。而硼酸酯键在酸性条件和潮湿环境中容易发生水解,五元环被破坏,表面褶皱消失,酸分子和水分子经过挥发后褶皱再次出现,因此利用该聚合物体系对p H,湿度以及光等外界刺激的多重响应性,可提供检测酸性气体和湿度等环境参数的应用方案。二、利用荧光分子之间存在的荧光共振能量转移效应,形成褶皱荧光双重可控的图案。选用的荧光发色团为萘四酸酐衍生物NDI和螺吡喃衍生物SP。在波长为365 nm的紫外光照射下,蒽分子发生二聚,形成交联网络,得到可擦除动态褶皱图案,同时,荧光发色团被激发,NDI和SP发生荧光共振能量转移（FRET）效应,使材料表面的绿色荧光变成红色。材料表面产生的褶皱和荧光双重图案,两者发生转变的条件是相互独立的,因此可以组合成多种信息编码,大大提高信息存储容量,对防伪,信息存储等领域的应用有着潜在的价值。
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