《CEJ》山东农业大学王晓琳团队在光致变色离子凝胶构筑及其可重写信息记录应用方面取得新进展

近日，王晓琳老师课题组在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区TOP，影响因子13.3）发表了题为“Photochromic ionogel with a wide temperature range and fatigue resistance for high-resolution rewritable information record”的研究论文，2021级硕士研究生张婧玥为本文第一作者，2021级本科生吴文霞、王事成和2022级本科生杨瑞参与了该研究工作，山东农业大学为本论文第一完成单位。

近年来，光致变色水凝胶在可重写信息记录方面受到了广泛的关注。然而，水凝胶本身的不稳定性限制了其应用。基于此，本工作通过在双网络结构中引入光致变色因子钼酸铵，制备了一种旨在延长材料使用寿命的光致变色离子凝胶。共价交联的2-羟乙基丙烯酸酯和非共价自组装的阳离子纤维素构成了离子凝胶的互穿双网络结构，并将离子液体固定其中。独特的网络结构设计赋予了离子凝胶优异的综合性能，包括高光学透明度（>97%）、良好的黏附性能、宽工作温度范围（–60~150 °C）以及灵敏且稳定的光响应性（30秒内）。此外，离子凝胶展现出令人满意的机械性能，包括高韧性（>180 kJ/m3）、优异的回弹性和高疲劳阈值（超过1000次机械循环且低迟滞）。材料的光致变色性能通常是通过钼酸铵的光还原反应来实现，本工作中钼酸铵可通过与季铵化多糖分子之间的静电相互作用而均匀分散于凝胶的网络中；尽管钼酸铵在水中的变色机理已得到了充分研究，但其在离子液体介质中的光致变色机理却仍然未知，本工作通过系统的研究揭示了该重要机理。值得注意的是，作为信息载体的离子凝胶在很宽的工作温度范围内表现出出色的稳定性，所制备的光致变色离子凝胶具有准确的信息记录能力和在恶劣环境下应用等优势。这项工作为高性能光致变色凝胶材料的开发提供了新思路，极大地促进了光致变色软材料在高质量可重写信息记录领域中的应用。

该工作得到了国家自然科学基金、山东省高等学校青创科技支持计划和山东省自然科学基金的资助。

图1. 光致变色离子凝胶用于可重写信息记录

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153263

来源：山农大化学学子