當(dāng)前，光熱轉(zhuǎn)換在癌癥診療、海水淡化等領(lǐng)域被廣泛研究，引起了高度的關(guān)注。開發(fā)新型光熱轉(zhuǎn)換材料是這一研究領(lǐng)域的關(guān)鍵。有機(jī)光熱材料大多具有長的共軛結(jié)構(gòu)，使其吸收波長能夠擴(kuò)展到紅外區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)對太陽光中占比近50%的紅外光有效利用。而長的共軛結(jié)構(gòu)會帶來剛性高、難加工等問題，如，其難以同熱塑性材料一樣能夠被熱加工；即便部分材料能夠被溶解加工，也需要大量特殊有機(jī)溶劑，不可避免地會對環(huán)境造成影響。

為了解決這一問題，來自中國人民大學(xué)的王亞培課題組提出用熱塑性能極佳的橡膠，即反式聚異戊二烯（Trans-1, 4-polyisoprene, TPI）作為基材，通過后摻雜的形式將碘導(dǎo)入共軛結(jié)構(gòu)，賦予原本乳白色的聚異戊二烯以黑色的性質(zhì)，使其具有光熱轉(zhuǎn)換性能。在紅外光照射下，碘摻雜的TPI可以在0.9W的光功率下，升溫超過160℃。此外，他們借助多維數(shù)字打印技術(shù)，設(shè)計(jì)并制造了一種能將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能的TPI護(hù)膝，實(shí)現(xiàn)了對TPI的可定制化加工和黑化，為個(gè)性化光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)品制造提供了新的解決辦法。（DOI: 10.1002/chem.201704715）

前一工作中，研究者發(fā)現(xiàn)在碘摻雜處理后的TPI表面具有陽離子自由基。基于這一發(fā)現(xiàn)，該課題組發(fā)展了一種利用陽離子自由基作為引發(fā)劑，在黑化TPI表面引發(fā)熱敏型異丙基丙烯酰胺（NIPAM）聚合的方法。不同于傳統(tǒng)的ATRP或RAFT方法，這種方法僅需一步碘蒸氣處理，新穎巧妙、操作簡單，不需要特殊的催化劑也無需嚴(yán)格的除氧過程。而且，黑化TPI的光熱轉(zhuǎn)換可以調(diào)節(jié)碘的光控釋放，從而殺死細(xì)菌。光熱轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的溫度變化也會引發(fā)PNIPAM鏈構(gòu)象的變化，促進(jìn)了死亡細(xì)菌的清除。基于這種新型表面接枝方法與材料本身優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，研究者成功構(gòu)建了光熱轉(zhuǎn)換觸發(fā)的“殺菌釋菌”系統(tǒng)。（DOI: 10.1002/chem.201804526）

來源：AdvancedScienceNews