客观日本

东京大学开发成功新材料,对光稳定却能被光分解

2022年10月05日 化学材料

东京大学研究生院综合文化研究科寺尾润教授、正井宏副教授和研究生Go M. Russell等日前开发出了一种在光的单独作用下不会分解,只有在光和酸的共同作用下才会分解的材料。由此,成功获得了在酸的参与下可进行光分解和光精密加工,而在无酸的状态下可保持对光的长期稳定性的性能,可谓是一种解决了传统问题的新型光分解材料。

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图1.传统的光分解材料和本研究成果显示的对光稳定性差异的概念图(H+:酸)(供图:东京大学副教授正井浩)

光分解材料可以应用于环保材料和光精密加工材料等领域。而光分解材料在光照下会分解,因此存在无法在光照环境下长期使用的问题。研究团队通过在高分子材料聚甲基丙烯酸酯中加入少量铂络合物作为交联剂,制备出了一种凝胶材料。

由于这种铂络合物具有将甲基倍他环糊精作为环状分子的超分子结构,因此只有当365nm的紫外线和氯化氢(酸)同时作用下,才会发生铂金-碳素结合的分解反应。所以这种含有铂络合物的凝胶材料可以在光照下表现出高稳定性,而在光照和酸同时作用时能迅速分解。

研究小组进一步着眼于该材料可以在光和酸的同时作用下分解,同时却对光保持稳定的性质,实现了利用光来控制材料的发光。而过去,在黑光灯等紫外光的照射下会鲜艳发光的材料,都是以在光照射环境下的使用为前提的,被认为难以与光分解技术相融合。

而此次研究团队发现的材料,在光和酸的协同作用下可以分解,在光的单独作用下保持稳定,所以对发光材料也可利用光进行控制。此次研究团队针对分解过程中由发黄光变为发蓝光的材料,利用光和酸的精密加工后,印有字符的凝胶材料在白光照射下透明,但在黑光(365nm紫外线)照射下,字符程现不同的颜色。

正井宏副教授表示:“我们认为,通过该技术,有望对透镜和光纤等在光照环境下使用的材料,利用光精密加工实现高性能,并且在使用后也可轻松分解。 今后将对这一现象继续进行基础研究,阐明协同分解的机理,将其发展为一种容易使用的技术。”

原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志:Advanced Functional Materials
论文:Transient Photodegradability of Photostable Gel Induced by Simultaneous Treatment with Acid and UV Light for Phototuning of Optically Functional Materials
DOI:10.1002/adfm.202205855