光及pH双重响应的多形状记忆材料研究

The important branch and hot field of the smart materials is the research about multiple shape memory polymer. This project designs a photo- and pH-responsive multiple shape memory polymer using the reversible host-guest inclusion between cyclodextrin and azobenzene and the pH-responsive aggregation of dansyl group as molecular switch. The obtained material could remember different shape in respond to photo and pH respectively. The relationship between the structure and the property of the material, the shape memory mechanism would be investigated, and a molecular-level pattern would be established. The gentle, effective and diverse stimulus-responsive material will open new avenues for new principles and applications of the multiple shape memory polymers.

多重形状记忆高分子材料是当今的智能材料科学领域的研究热点方向之一。针对目前多重形状记忆高分子材料响应方式较为单一（多为热刺激）、形变记忆性能有待加强的问题，本项目拟利用环糊精与偶氮苯的可逆包合和丹磺酰氯的pH响应聚集行为作为分子开关，构筑一种可分别响应光和pH刺激、记忆不同的形状的多重形状记忆高分子材料。研究工作中将深入研究材料的形状记忆工作机理、优化制备方法，探讨制备方法、材料结构组成与各项性能（特别是形状记忆性能）之间的关系，并建立分子水平模型。这种光和pH双重响应的形状记忆材料在响应方式上实现了创新，可在常温下完成三种形状之间的转换，可望为形状记忆材料的新原理和新应用研究开辟出一条新的途径。

在国家自然科学基金的资助下，针对目前多重形状记忆高分子材料响应方式较为单一（多为热刺激）、形变记忆性能有待加强的问题，我们利用环糊精与偶氮苯的可逆包合和丹磺酰氯的pH响应聚集行为作为分子开关，构筑了一系列可分别响应光、热、pH刺激，记忆不同的形状的多重形状记忆高分子材料。项目执行中深入研究了材料的形状记忆工作机理，优化了制备方法，探讨了制备方法、材料结构组成与各项性能（特别是形状记忆性能）之间的关系，并建立分子水平模型。这种光和pH双重响应的形状记忆材料在响应方式上实现了创新，可在常温下完成三种形状之间的转换，为形状记忆材料的新原理和新应用研究开辟出新途径，提供了新思路。我们已经解决许多重要的机理性问题，但是更加复杂的大规模理论及实验研究需要后续资助。　.另外，我们还以环糊精为模型材料，开发了一系列的基于环糊精自组装形成的功能材料，如自愈合材料、高强度凝胶材料、功能MOF材料等，取得了丰硕的研究成果。