摘要: 稀土上转换发光纳米晶(UCNPs)表面的聚合物功能化研究是当今热门的研究领域之一。目前UCNPs表面的聚合物结构、组成和含量等参数的自由调控是这一研究领域的难点。本文结合原位聚合技术和活性/可控聚合技术,制备聚合物/UCNPs纳米杂化材料,并针对制得的... 展开 稀土上转换发光纳米晶(UCNPs)表面的聚合物功能化研究是当今热门的研究领域之一。目前UCNPs表面的聚合物结构、组成和含量等参数的自由调控是这一研究领域的难点。本文结合原位聚合技术和活性/可控聚合技术,制备聚合物/UCNPs纳米杂化材料,并针对制得的材料的特点探索了其在相关领域的应用,具体内容如下: (1)利用溶剂热法以蓖麻油酸为稳定剂一步制备了表面具有活性羟基的UCNPs。透射电子显微镜(TEM)和 X-射线衍射(XRD)分析表明,所制备的 UCNPs为β相结构且平均粒径为20 nm的球形颗粒。荧光性能研究表明,其具有强的上转换发光性能。傅里叶红外光谱(FT-IR)热失重(TGA)分析表明UCNPs表面包覆有蓖麻油酸分子。用十二酰氯改性表明 UCNPs表面羟基具有很好的反应活性,为进一步功能化提供了良好的平台。 (2)结合UCNPs和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)的优点,制备出具有荧光温度响应性的PAAm/PNIPAM-UCNPs水凝胶。由于PNIPAM聚合物的存在,使得水凝胶的荧光强度对外界温度具有刺激响应性。研究发现该水凝胶荧光温度敏感度在33℃达到最大值为26.5%/℃。五次加热-冷却循环实验发现,该凝胶的荧光温度响应性是可逆的。同时,通过简单的吸附罗丹明B(RB)分子,可以方便的制得同时具有上转换和下转换发光的多功能水凝胶。研究表明,该多功能水凝胶在近红外光和紫外光激发下都具有很好的荧光温度响应性,其在980 nm和550 nm激发下的最大荧光温度敏感度分别为24.3%/℃和39.1%/℃。 (3)采用“接出来”的策略,利用原位阴离子开环聚合的方法,将超支化聚缩水甘油醚(HPG)接枝到了羟基化的UCNPs的表面,制得了UCNPs-g-HPG纳米复合材料。通过调节单体与UCNPs的加料比可以控制HPG的接枝率。利用FTIR、TGA、核磁共振谱(NMR)和TEM对制得的UCNPs-g-HPG进行了表征。初步生物学评价实验表明,所制得的UCNPs-g-HPG具有低的生物毒性,高的荧光对比度和高的穿透深度,在生物成像中具有很好的应用前景。此外,利用UCNPs-g-HPG表面的羟基与RB荧光分子进行DCC缩合反应,可以制得同时具有上转换和下转换双荧光性的UCNPs-g-HPG-RB。 (4)采用“接出来”的策略,利用原位阳离子开环聚合的方法,分别将聚己内酯(PCL)和HPG接枝到UCNPs的表面,制得了UCNPs-g-PCL和UCNPs-g-HPG纳米杂化材料。考察了加料比对PCL接枝率的影响。利用TGA、FTIR和TEM对所制得的纳米复合材料进行了表征。此外,以RB为药物模型,研究了UCNPs-g-HPG药物释放性能,结果表明,UCNPs-g-HPG具有良好的药物输送性能。 收起