東京大學研究生院綜合文化研究科寺尾潤教授、正井宏副教授和研究生Go M. Russell等日前開發出了一種在光的單獨作用下不會分解,只有在光和酸的共同作用下才會分解的材料。由此,成功獲得了在酸的參與下可進行光分解和光精密加工,而在無酸的狀態下可保持對光的長期穩定性的性能,可謂是一種解決了傳統問題的新型光分解材料。
圖1.傳統的光分解材料和本研究成果顯示的對光穩定性差異的概念圖(H+:酸)(供圖:東京大學副教授正井浩)
光分解材料可以應用於環保材料和光精密加工材料等領域。而光分解材料在光照下會分解,因此存在無法在光照環境下長期使用的問題。研究團隊透過在聚合體材料聚甲基丙烯酸鹽中加入少量鉑錯合物作爲交聯劑,製備出了一種凝膠材料。
由於這種鉑錯合物具有將甲基倍他環糊精作爲環狀分子的超大分子結構,因此只有當365nm的紫外線和氯化碳氫化合物(酸)同時作用下,才會發生鉑金-碳素結合的分解反應。所以這種含有鉑錯合物的凝膠材料可以在光照下表現出高穩定性,而在光照和酸同時作用時能迅速分解。
研究小組進一步着眼於該材料可以在光和酸的同時作用下分解,同時卻對光保持穩定的性質,實施了利用光來控制材料的發光。而過去,在不可見光燈等紫外光的照射下會鮮豔發光的材料,都是以在光照射環境下的使用爲前提的,被認爲難以與光分解技術相融合。
而此次研究團隊發現的材料,在光和酸的互利共生下可以分解,在光的單獨作用下保持穩定,所以對發光材料也可利用光進行控制。此次研究團隊針對分解程序中由發黃光變爲發藍光的材料,利用光和酸的精密加工後,印有字符的凝膠材料在白光照射下透明,但在不可見光(365nm紫外線)照射下,字符程現不同的顏色。
正井宏副教授表示:「我們認爲,透過該技術,有望對透鏡和光纖等在光照環境下使用的材料,利用光精密加工實施高性能,並且在使用後也可輕鬆分解。 今後將對這一現象繼續操作進行基礎研究,闡明統合分解的機制,將其隊形變換爲一種容易使用的技術。」
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌:Advanced Functional Materials
論文: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