[发明专利]可逆光调控荧光液晶纳米粒子及可逆光调控彩色荧光墨水

说明书

本发明公开了一种可逆光调控荧光液晶纳米粒子及可逆光调控彩色荧光墨水，该可逆光调控荧光液晶纳米粒子通过细乳液聚合法制得，包括在第一有机溶剂的存在下，将氰芪结构单体、向列相液晶单体和二芳基乙烯类化合物混合均匀，得到液晶混合物；将热引发剂、稳定剂和所述液晶混合物混合得到油相，将乳化剂和水混合得到水相，将油相和水相进行混合乳化，得到粗乳液；将粗乳液进行超声均质化，得到细乳液；在保护气体存在下，将细乳液除氧后进行加热聚合，得到可逆光调控荧光液晶纳米粒子；其中，氰芪结构单体如通式I所示，M₁为R₁、R₂、R₃或R₄所示的基团，M₂选自通式II或通式III所示的基团，n为1‑9的整数；

技术领域

本发明属于液晶纳米粒子材料领域，更具体地，涉及一种可逆光调控荧光液晶纳米粒子及可逆光调控彩色荧光墨水。

背景技术

液晶是介于液体和晶体之间的一种中间相态，通常情况下，液晶分子结构细长且具有一定刚性，这使得液晶分子的排列具有一定的指向，从而液晶兼具液体的流动性、连续性以及晶体的有序性、各向异性。由于独特的结构以及特点使液晶材料具有独特的光学性能，并且液晶分子的排列极易受到外界刺激的作用而发生改变。

在特定工艺条件下，将液晶材料制备成粒径≤100nm的液晶颗粒，称作液晶纳米粒子(liquid crystal nanoparticles,LCNPs)。其具有(1)容易制备，且可以达到100nm甚至更小粒径且单分散的纳米微球结构(2)低毒性(3)稳定性好(4)在特定条件下易于被观察等特点。基于以上特点，液晶纳米粒子有望应用在药物等在生物体内的递送以及信息的储存重现及可视化等方面。

荧光材料可以广泛的应用于生产生活各个方面，例如：农业上，可以制备农用光转换膜，将不利于农作物生长的的紫外光转换成适合其生长的红橙色光，起到增加产量的效果；在工业上，可以用在防伪印刷上，在外界光刺激下，可以出现颜色的改变；在医疗方面上，可以用做生物分子的荧光标记，进而用作药物的递送等方面。不过传统有机荧光材料[1]具有荧光寿命短、易光解，易褪色，光解产物大多有毒有害等缺点，进而使它们的应用受到限制。氰芪结构的有机荧光材料是一种含有共轭结构的有机材料，具有荧光能力强，结构易修饰、光功能性质易调节、低毒环保、荧光稳定的优点，避免了一些线性有机共轭荧光材料存在的荧光淬灭效应(aggregation-caused quenching,ACQ)。含有氰基取代的二苯乙烯基衍生物称为氰芪结构或氰芪结构的衍生物，其具有一种聚集性荧光增强的特性(aggregation induced enhanced emission，AIEE)，通常情况下，由于分子间存在强烈的相互作用导致大量的非辐射失活，荧光有机化合物的荧光强度在稀溶液中比在固态或聚集状态高得多，而聚集诱导增强发光(AIEE)化合物则完全相反。它们的衍生物在固态或聚集状态具有非常高的荧光量子产率。

1988年入江正浩等人在二苯乙烯的基础上设计合成出了具有光异构反应的二芳基乙烯类化合物。这是一类具有光异构反应的化合物。这种化合物会在光照条件下进行开闭环反应，产生同分异构体的转化，在此过程中发生分子内或分子间的能量共振转移，在光吸收性质、颜色、导电性、荧光与磷光发射等方面表现不同，不论是开环还是闭环状态下，分子都保持很好的稳定性。其有如下优点：①热稳定性好；②抗疲劳性能强，分子开闭环循环次数很高；③有快速的光响应行为，分子对光的响应在2-20ps内即可发生；④开闭环转化率高，其大多数在光作用下的开环/闭环转化率可达到100％。

因此，有必要提供一种荧光液晶纳米粒子。

发明内容

本发明的目的是提供一种荧光液晶纳米粒子，进而提供一种能用365nm紫外-可见光进行可逆光调控的彩色荧光墨水。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种可逆光调控荧光液晶纳米粒子，该可逆光调控荧光液晶纳米粒子通过细乳液聚合法制得，具体包括如下步骤：