原位法制备聚乙二醇/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)荧光水凝胶
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厦门大学材料学院

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国家自然科学基金资助项目(52033008,52173045);福建省自然科学基金资助项目(2020J06005);厦门大学校长基金(20720210039)


In-situ preparation of polyethylene glycol/poly(acrylamide-co-acrylic acid) fluorescent hydrogel
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    摘要:

    本研究在丙烯酰胺和丙烯酸共聚交联网络中掺入线型聚乙二醇(PEG)形成半互穿聚合物网络结构以提高水凝胶的力学性能,同时引入柠檬酸(CA)和乙二胺(EDA)原位反应形成非共轭型荧光聚合物点(NCPD),一步制备具有高回弹性的聚乙二醇/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)PEG/P(AM-co-AA)荧光水凝胶。该水凝胶具有良好的机械强度、韧性,高荧光强度和荧光均一性,且光致发光具有金属离子敏感性。拉伸测试结果表明PEG/P(AM-co-AA)荧光水凝胶的断裂强度达到~192.2 kPa,拉伸四倍后仍可以恢复到初始状态。光致发光研究结果表明水凝胶在365 nm的波长激发下,可以发出明亮的蓝色荧光(发射波长:434 nm - 467 nm)。荧光性能具有强Fe3+敏感性,猝灭效率可达99%。该荧光水凝胶在柔性电子器件和生物传感等领域具有潜在应用。

    Abstract:

    Linear polyethylene glycol (PEG) was added into the cross-linking polymer network of acrylamide and acrylic acid to form semi interpenetrating polymer network structure to improve the mechanical properties of hydrogels. In the hydrogel network, citric acid (CA) and ethylenediamine (EDA) were introduced to form non conjugated fluorescent polymer (NCFP) dots thus preparing polyethylene glycol/poly(acrylamide-co-acrylic acid) PEG/P(AM-co-AA) fluorescent hydrogels with high resilience. The hydrogels have good mechanical strength, toughness, high fluorescence intensity and fluorescence homogeneity, and photoluminescence with metal ion sensitivity. Tensile test results show that the breaking strength of PEG/P (AM-co-AA) fluorescent hydrogel reaches ~192.2 kPa, and it can return to its initial state after stretching four times. The photoluminescence results show that the blue fluorescence of the hydrogels can be excited at the wavelength of 365 nm (emission wavelength: 434 nm - 467 nm). The fluorescence performance has strong Fe3+ sensitivity, and the quenching efficiency can reach 99%. The fluorescent hydrogels have potential applications in flexible electronic devices and biosensors.

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  • 收稿日期:2021-11-08
  • 最后修改日期:2022-02-21
  • 录用日期:2022-03-27
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