基于二茂铁-环糊精主客体识别的电敏感形状记忆材料

将主客体识别的超分子化学与智能材料的研究相结合，突破目前电敏感形状记忆材料的响应原理，本项目设计以海藻酸凝胶为骨架，利用凝胶侧链二茂铁与环糊精的电响应性分子识别构筑一种全新的电敏感形状记忆材料。凝胶中的固有共价键交联点充当固定形状的固定相，而二茂铁－环糊精包合物由于可在电场作用下产生包合或解包合，于是充当可赋予材料形变的可逆相。项目的研究内容将集中在探讨该种新型电敏感形状记忆材料自组装及智能化的机理，深入分析表征材料的溶解性能、电化学性能、力学性能、形状记忆性能以及微观结构，总结材料设计制备、结构与各项性能（特别是形状记忆性能和生物降解特性）之间的关系。为发展电敏感形状记忆材料的新原理研究和新应用研究开辟出一条新的途径。

通过三年来的探索和研究，我们按照计划全面并超额完成了该项课题。通过将具有多重敏感特性的环糊精主客体包合引入到形状记忆材料研究领域，设计制备了一系列对光、电、氧化剂、葡萄糖、pH值等不同用环境因素敏感的形状记忆材料。包括1）利用β-环糊精与二茂铁之间的包合对氧化还原敏感的特性，制备了对氧化剂、电和葡萄糖多重敏感的形状记忆材料；2）利用β-环糊精与二乙烯三胺之间的包合对pH值敏感的特性，制备了对pH敏感、可降解、生物相容的形状记忆材料；3）利用α-环糊精与偶氮苯之间的包合对光敏感的特性，制备了光敏感且生物相容的形状记忆材料。通过对CD与客体之间包结行为和影响因素的探讨和研究，推测构建了这类材料自组装及功能化的机理。其中， pH值敏感、葡萄糖敏感的形状记忆响应方式均为首次报道。另外，本项目还拓展研究范围，利用环糊精与客体之间的敏感性包合，设计制备了一种对温度、氧化剂和葡萄糖三重敏感的超分子水凝胶和一个pH敏感性的宏观自组装体系。目前，该项目已经申请专利2份（均已授权），发表论文23篇（均注明由该项基金资助），其中SCI收录论文15篇，EI收录3篇。