[发明专利]热致变色荧光油水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了热致变色荧光油水凝胶及其制备方法与应用。所述制备方法包括：提供第一第二荧光单体以及复合水凝胶，干燥处理获得复合干凝胶；使第一第二荧光单体、油凝胶单体、油性光引发剂以及交联剂溶解于预聚溶剂中形成油凝胶预聚液；使复合干凝胶与油凝胶预聚液相接触，进行第一溶胀处理，获得油水凝胶前驱体；并进行凝胶聚合反应，获得变色凝胶前体；使变色凝胶前体与水接触进行第二溶胀处理，并使Eu³⁺离子与第二荧光单体配位形成荧光物质，获得热致变色荧光油水凝胶。本发明所提供的热致变色荧光油水凝胶随温度而产生的荧光颜色转变具有显著性，并且提供远程光控制性能，能够进行循环信息书写，信息的加载过程简便，可操作性强。

技术领域

本发明涉及智能材料技术领域，尤其涉及一种热致变色荧光油水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

刺激响应水凝胶在外界刺激下具有形态变化或颜色变化的能力，在软执行器、生物医学、信息存储等领域都有广泛的应用。其中，具有丰富颜色变化的水凝胶因能够在外界刺激条件下发生颜色变化而备受关注。从发光体系的选择，包括发光纳米粒子、荧光蛋白质、有机荧光团与镧系金属离子，到通过施加不同刺激使其变色，都为荧光水凝胶的智能变色提供了大量的可控参数。

现有技术中大多都尝试在一个体系中去实现荧光颜色的转换，完成信息的加载。然而，目前大量的研究工作中仍然存在一些不足之处：(1)用于信息加载的体系需要借助外界的工具进行信息的加载；(2)信息的擦除相对较难，无法实现信息的迅速加载与擦除。因此，构建能够快速进行信息书写的荧光水凝胶仍然具有挑战性。王宏等人(ACSAppl.Mater.Interfaces 2020，12，28539-28549)报道了一种多响应的发光水凝胶，其中引入的3，5-二硝基水杨酸(DNSA)和Eu³⁺离子配位，可以在温度、酸/碱等刺激下呈现可逆发光、颜色变化，具有信息加载与加密特性。但信息的加载需要将信息排列成阵列形式进行信息的引入，相对麻烦，且加载信息简单，无法完成复杂信息的加载，同时信息如若需要擦除，则需要进行将有无荧光的小单元重新排列。吴子良等人(Adv.Mater.2021，33，2102023)报道了一种具有良好形状记忆能力和光可调谐荧光的硬水凝胶，它提供了可重新编程的形状设计和双加密信息编码。但该体系如若需要加载信息，则需要借助外界先前制备好的信息掩模，然后通过紫外光照完成信息的加载，相对较为麻烦。同时，这种信息是可以进行擦除的，但需要调节pH才能完成，过程繁琐。这些工作里信息的加载方式与快速擦除十分麻烦，并给其应用带来了限制，因此，制备一种能够快速进行信息加载的荧光水凝胶，并将其应用于信息书写领域具有重大意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种热致变色荧光油水凝胶及其制备方法与应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种热致变色荧光油水凝胶的制备方法，包括：

1)提供第一荧光单体、第二荧光单体以及具有低临界转变温度的复合水凝胶，所述复合水凝胶中包含还原氧化石墨烯；其中，所述第一荧光单体包括N-(4-(1，2，2-三苯基乙烯基)苯基)丙烯酰胺，所述第二荧光单体包括能够与Eu³⁺离子进行配位的荧光配体化合物；

2)对所述复合水凝胶进行干燥处理，获得复合干凝胶；

3)使所述第一荧光单体、第二荧光单体、油凝胶单体、油性光引发剂以及油性交联剂共同溶解于预聚溶剂中形成油凝胶预聚液；

4)使所述复合干凝胶与油凝胶预聚液接触，对所述复合干凝胶进行第一溶胀处理，并达到溶胀平衡，获得油水凝胶前驱体；

5)使所述油水凝胶前驱体中的油凝胶单体发生凝胶聚合反应，获得变色凝胶前体；