??可逆的相變材料在日常生活中具有非常廣泛的應用。傳統(tǒng)意義上，特定結構的偶氮苯衍生物具有紫外光誘導的可逆光異構化性質，其宏觀表現(xiàn)為材料的固-液相轉變，但是異構轉換的自發(fā)恢復時間較長。這種耗時較長的異構化轉換嚴重限制了快速固化型材料的實際應用。

近日，北京化工大學尹梅貞教授研究團隊提出一種新的策略“光熱觸發(fā)相轉變”，實現(xiàn)了偶氮苯衍生材料高度可逆以及快速的相轉變，并進一步基于此材料進行了光敏型快速可逆響應膠粘劑的應用研究。該研究工作以標題為“Green-Light-Triggered Phase Transition ofAzobenzene Derivatives toward Reversible Adhesives”發(fā)表于國際著名期刊Journal of the American Chemical Society，論文的第一作者為Zhen Wu，通訊作者為尹梅貞教授。

該團隊設計合成了一類偶氮苯衍生物P1和P2，它們是由偶氮苯單元、聯(lián)萘酚單元和烷基鏈單元共價連接而成。其中，烷基鏈和聯(lián)萘酚的組合結構提供了材料室溫以上熔點的可調性，聯(lián)萘酚也賦予了材料的黏合性，而偶氮苯單元在聚集狀態(tài)下增強了材料在可見光范圍內的吸收，為綠光致相轉變行為提供了結構基礎。實驗證實，該材料P1展現(xiàn)了明顯的綠光-熱轉換效果，在500 s的綠光照射下，溫度可由室溫25℃穩(wěn)定升高至約48℃，高于材料44℃的熔點，成功實現(xiàn)了綠光誘導材料從固態(tài)到液相的快速轉換，移除綠光后，液態(tài)材料能在短短2 min內恢復至固態(tài)，且多次可逆循環(huán)操作仍能維持著良好的光熱穩(wěn)定性。

圖1. (a) 偶氮苯衍生物P1和P2的化學結構。(b) 不同綠光照射時間下的紅外圖像（左），P1在綠光照射下的相轉變圖像（右）。(c) P1和空白玻璃盤的溫度-綠光照射時間曲線。(d) P1的溫度隨綠光照射循環(huán)次數的變化曲線。

為了更加深入的理解綠光誘導材料可逆的固-液相轉變現(xiàn)象，該團隊通過研究證實了材料的聚集狀態(tài)增強了其在可見光范圍的吸收；確定了綠光對于材料固液相轉變過程的專一性，且該過程為單純的物理變化，也發(fā)現(xiàn)了偶氮苯單元的聚集在增強材料的可見光范圍吸收起到了關鍵的作用。

圖2. (a) P1和P2在良溶劑二氯甲烷中的紫外-可見吸收光譜，(b) P1和P2在固態(tài)的紫外-可見吸收光譜。(c) 0.1 M 四丁基六氟磷酸胺的乙腈溶液中P1在鉑電極上的循環(huán)伏安圖，掃描速度為100 mV/s。(d) 對照偶氮苯衍生物P4，P5和P6在二氯甲烷 (-a) 和固態(tài) (-b) 的紫外-可見吸收光譜。

圖3. P1在不同處理后的核磁共振氫譜圖，(a) 原樣品，不做處理，(b) 綠光照射處理，(c) 紫外光照射處理。

圖4. (a)示意圖說明 P1粘接兩塊玻璃片以及綠光誘導解粘接的過程。(b) P1和商業(yè)化粘合劑APAO粘接兩塊鋁合金時的應力-應變曲線。

本研究工作打破了傳統(tǒng)的相變材料設計思想，為光輻射誘導可逆、快速相變材料的設計開辟了新道路，并且利用這種材料的特性開發(fā)了一種新型的可光敏、快速可逆響應的高粘合性膠粘劑，也在膠粘劑的開發(fā)和應用領域展現(xiàn)了巨大的前景。

全文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/jacs.9b01056