偶氮苯

1984年，Ringsdorf等人提出了含偶氮基团的侧链液晶高分子的结构 模型，为含偶氮基团的侧链液晶高分子的合成提供了理论依据。
光信息存储
将偶氮聚合物的光致变色性与液晶性结合可得到新的多功 能高分子材料，可用于光电子器件、光记录存储介质和全 息照相等领域。 产生液晶到各 向同性转变
构型呈弯曲状 轴径比较小 不能作为介晶 单元
神经细胞中K+通道
偶氮化合物的异构化已经被用作合成工具，用来控制细胞膜 上孔的闭合，这对离子运输而言是很重要的。
光致溶凝胶转变
紫外光照后由于凝胶剂分子的反-顺异构化，纤维破裂 得到短球状聚合物。
凝胶去除芳香剂
GAZ分子选择性胶凝芳香溶剂而不胶凝水，因此其适用于 芳香剂从水中相选择性去除。
0.5ml所需芳香剂和0.5ml水被混合在同一试管中，加入 0.05g凝胶剂，用力搅动。观察到芳香层的凝胶化，水层 在溶液中仍然处于完好状态。附在凝胶剂上的芳香溶剂 通过真空蒸馏回收。
超分子囊泡
它还可形成巨型多层囊泡，几微米，在水溶液中像洋葱。
内部结构中的质子和偶氮苯团叠加的π-π电子云形成氢键使 其稳定。 反式到顺式异构化导致膜的暂时扭曲，使得高层质子化，渗 透到质子，渗透性增强。 因此其表现的像一个有“开-关”功能的阀门，图中展现的 是钙黄绿素（亲水）和尼罗红（疏水）的特定释放。
在金电极表面修饰β-环糊精，通过光照射使双吡啶偶氮苯 分子在电极表面可逆组装合脱落，电极电流就会可逆变化， 进而可以通过光来控制电流信号。
电活性基团二茂铁离电极距离不同，电子转移速度就不同， 表观氧化电流会随着偶氮苯基团顺反异构而发生变化，其 可以通过光照来控制，得到了纳米尺度的光控电流器件。
主客体识别
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Fra Baidu bibliotek
偶氮苯聚合物概述
1 主-客体掺 杂型 2
含偶氮苯光学 活性侧基的接 枝型
3 偶氮聚合物 化学键合型
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偶氮苯聚合物概述
带有偶氮苯光 学活性侧基的 侧链型聚合物
由于其偶氮单体 的可设计性强， 合成相对方便。 改变偶氮基团的 类型和用量，可 以控制不同生色 团类型和含量。
较大轴径比 可以作为介晶 单元
光信息存储
光照条件下，光敏液晶系统主要有两种光调制形式：一种 是有序到无序的相变，另一种是有序到有序的再取向。 可以利用线性偏振光控制偶氮液晶分子的取向。
偶氮液晶的两种光调制形式
光信息存储
线偏振光照射， 偶氮分子相对于原来的取向将重新取向, 并且只要分子的电偶极矩在泵光偏振方向上有分量, 偶氮 分子会继续吸收泵光( 写光) 产生可逆的顺反异构。 经过多次循环后, 产生了光致各向异性，同时也产生了光 致双折射。
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偶氮苯基光响应材料
连
博
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偶氮苯聚合物概述
偶氮苯基团是一种具有光学活性的官能团，它可以在光 和热的作用下进行trans-cis和cis-trans异构化转变。
通过采用不同波长的光束，如(360nm)和(470nm)对偶氮苯 基团进行照射，即可使其可逆地在cis和trans两种异构体 之间进行转变。
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液晶弹性体
利用光能远程控制
优 点
精确调控
形变只需光能实现
微小型化 光能转化为机械能
因此，在很大程度上扩展了材料的应用范围
超分子自组装
聚丙烯亚胺树状分子在空气 —水 界面的自组装过程
用365纳米光照此单 层会促使表面张力 的增加，在254纳米 下又恢复到原始态。 LB膜随后转移到被 铝覆盖的玻璃片上， 研究其电特性，反 式和顺式的电阻率 值有很大差异。
光控智能催化剂
在环糊精上引入一个带有组氨酸催化功能及偶氮苯光功能 基团的侧基，研究该催化器件对酯水解的光控催化效果。
偶氮苯基团处于反式时，其对酯水解的催化效率较低；光照 后，偶氮苯基团从环糊精空腔中脱出，被催化单体进入，并 且此时组氨酸基团靠近被催化单体，使得催化效率大大提高。
光控电流信号分子机器
偶氮苯聚合物概述
小分子偶氮染料虽然具有存储密度高、光响应速率快、热 导性小等优点，但性能较差，在作为材料的实际应用中受 到很大的限制。 而高分子材料具有优异透明性、热稳定性、成膜特性和力 学性能，是一种理想的基质材料。
因此，近年来偶氮苯基团引入高分子体系，研制新型的偶 氮聚合物成为了科研工作者们关注。其在光信息存储材料 、非线性光学材料、液晶材料、生物分子活性光调控、纳 米材料等领域都有重要的应用价值。
通过偶氮基团的光异构化对其周围液晶相的扰动来进行信 息存储，而且所存信息可以通过将材料冷却到其玻璃化温 度以下冻结起来 。
光信息存储
样品中记录的光致双折射或光致各向异性信息可用两种方 法擦除：
反复擦除 偶氮官能团 分子取向混 乱
加热到其 清亮点温 度附近 圆偏振 光照射
液晶弹性体
液晶弹性体可以在外场(电场、温度、光等)的刺激下通 过改变介晶基元的排列(甚至是液晶相到各向同性相的相 转变)而产生形状的变化。
由于其在分子水 平上是均相体系 ，具有较高的热 和力学性能， 可以根据应用要 求加工成各种类 型的元器件。
内
容
1
光敏液晶材料
2
超分子功能材料
3
主客体识别材料
液晶介绍
液晶是介于各向同性的液体和完全有序的晶体之间的一种 取向有序的流体，它既有液体的流动性，又具有晶体的双 折射等各向异性的特征。 高分子液晶是由较小相对分子质量液晶基元键合而成的。 这些液晶基元可以是棒状的，盘状的，或者是更为复杂的 二维乃至三维形状，甚至可以两者兼而有之。
芳香偶氮衍生物可以作为超分子化学的主体识别并捕获 某些有机小分子
顺式偶氮苯衍生物可以捕获小分子而形成超分子复合物， 受可见光照射，异构成为其反式结构后，就把小分子释 放出来 。
主客体识别
双偶氮化合物3通过氢键间的相互作用可以很好地作为胍 盐离子的受体。
主客体识别
总结
作为光信息存储材料，使用短波长光源，可以减小记录畴 的尺寸，达到提高光存储密度的目的。大多数含偶氮苯光 学活性侧基聚合物的吸收波长均在紫外区，难以与目前广 泛使用的半导体激光光源的波长相匹配。而紫外区激光光 源又价格昂贵，因此不能被广泛使用。
超分子识别
水溶液中β-CD和反式偶氮苯单元间有一个强的亲和力， 而对于顺式偶氮苯单元表现的较弱。
偶氮苯单元的光响应顺反异构化可导致凝胶-溶胶相变。 这种凝胶材料可以应用在生物工程中，比如分子和细 胞物质的光控包裹或释放。
光控溶凝胶转变超分子体系
侧链疏水的长烷基链修饰的聚丙烯酸， 与a-环糊精在水溶液中混合，环糊精 与多个疏水烷基链的包结作用起到了 物理交联点的作用使得材料凝胶化； 如果将带有偶氮苯分子加入，由于环 糊精对反式偶氮苯的包结作用大于其 对疏水烷基链的作用导致烷基链从环 糊精空腔脱出，体系发生从凝胶到溶 胶的转变。 当用紫外光照射偶氮苯由反式变为顺 式后，从环糊精空腔脱出，疏水烷基 链又被环糊精包结，体系又呈现凝胶 化；这样就构筑了光控凝胶，凝胶可 逆转变的智能超分子体系。
液晶弹性体
反式偶氮苯在热力学上处于稳定构象，呈棒状结构，其形 状与液晶分子相似，对整个液晶体系有着稳定化作用； 顺式偶氮苯则是弯曲结构，倾向于使整个液晶体系发生取 向紊乱 。
液晶弹性体
在紫外光照射下，当偶氮苯分子发生反式到顺式的光异构 化反应时，由于液晶基元的协同运动使得部分液晶基元的 排列方向紊乱，引起液晶相到各向同性相的相转变，并且 分子取向的变化将进一步使整个高分子网络产生各向异性 的宏观形变。而且这种由液晶体系的相变所产生的形变一 般都是双向可控的。
尽管偶氮液晶聚合物是一种很有前途的光开关和光信息存 储材料，但是制约其实际应用的的关键因素是，它的光致 取向速度还不能满足需要。因此目前还只能用在对光反应 速度要求比较低的场合，如液晶显示。
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