[发明专利]一种偶氮双炔薄膜材料和制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种偶氮双炔薄膜材料和制备方法及用作圆偏振光存储的应用。

背景技术

在信息技术高速发展的今天，数据信息存储技术已经越发显得关键，在目前的数据信息存储技术中，人们主要使用的是磁存储和光存储两种。与磁存储相比，光存储具有存储稳定性高(对光、热、磁场稳定)，存储时间长，成本低等优点。

全息光存储以其高数据存储容量和高数据传输速率成为光存储领域的一个重要发展方向.偏振全息作为全息技术中的一种逐渐受到人们重视。

偶氮苯基团就是一种具有光学活性的官能团，它可以分别在光和热激发下进行反顺和顺反异构化转变。通过采用不同波长的光束对偶氮基团进行照射，即可使其可逆地在顺式和反式两种异构体之间进行转变，产生光致变色反应，且在偏振光作用下偶氮材料发生分子取向重排。这种光致各向异性和光致变色的特性，使得偶氮聚合物在光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料、纳米材料和生物分子材料中都有应用前景，尤其是偶氮光电信息材料及其应用已引起科技界和工业部门的极大兴趣。

偶氮聚合物材料用于光存储的优势主要有4点：(1)偶氮聚合物的光致各向异性较之传统光存储材料相对较强；(2)现有的磁存储技术(如CD和DVD光盘)正在接近由于超顺磁性而导致的物理极限，而偶氮聚合物是具有应用潜力的高密度全息体存储材料；(3)偶氮材料对环境的不良影响较之传统的磁存储材料要小一些；(4)高分子偶氮聚合物比偶氮小分子材料具有优异的光学透明性、热稳定性、成膜特性和力学性能。所以是一种较为理想的基质材料和高密度光存储材料。

发明内容

本发明的技术解决方案：克服现有技术的不足，提供一种偶氮双炔薄膜材料和制备方法及用作圆偏振光存储的应用，偶氮双炔材料结构能够利用椭圆偏振光进行数据存储，并且能够利用椭圆偏振光作为读出光读取数据。

本发明的技术解决方案：一种偶氮双炔薄膜材料，所述的偶氮双炔薄膜材料由偶氮双炔材料构成，所述偶氮双炔材料为同时带有偶氮苯基团和双炔基团，分子式如下：

其中R为连接在偶氮苯基团上的不同取代基，R表示硝基、甲基或氰基，

所述偶氮双炔材料合成方法如下：

(1)将摩尔数分别为偶氮苯的1～1.2倍和3～5倍的氯乙醇和碳酸钾，以及反应物1~5％摩尔量的碘化钾加入到50～60mL的N，N-二甲基甲酰胺中，搅拌升温至115～125℃，回流48～72小时；反应完毕后倒入水中析出产物，抽滤得2-苯氧基-4-苯基二氮烯基乙醇粗产物，用乙醇和水重结晶；

(2)2-苯氧基-4-苯基二氮烯基乙醇与1～1.2倍当量的25-双炔酸、1～1.2倍当量以上的N，N′-二环己基碳二酰亚胺和反应物1~5％摩尔量的4-二甲氨基吡啶溶于30～40mL二氯甲烷，25～30℃下搅拌48～72小时过滤，滤液依次用20～30mL水、1～1.2摩尔/升的盐酸、5～6％碳酸氢钠溶液、水洗涤，二氯甲烷溶液用硫酸镁干燥，旋去溶剂得到偶氮双炔粗产物，粗产物用柱色谱纯化，产率60％以上。

一种偶氮双炔薄膜材料制备方法，步骤如下：

(1)先按照权利要求1所述的方法合成偶氮双炔；

(2)利用LB技术将偶氮双炔沉积到石英基片上，最后用圆偏振光辐照聚合，从而得到偶氮双炔薄膜材料。

本发明的一种偶氮双炔薄膜材料可用作圆偏振光存储。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的偶氮双炔材料是一种全新的可用于圆偏振存储的材料。将共轭聚合物应用于存储领域，其螺旋构象非常稳定，能有效提高信息存储的稳定性，从而大大延长数据存储时间。由于偶氮基团是一种光活性基团，所以偶氮基团的引入，能够提高数据存储的效率。此外，本发明提出的圆偏振存储方法，是新一代的数据存储方法。

附图说明

图1为本发明所制备的甲基偶氮双炔，硝基偶氮双炔和氰基偶氮双炔的一维氢核磁图；

图2为本发明所使用的LB膜仪，其中1代表传感器，2代表吊片，3代表膜障，4代表膜障驱动装置，5代表垂直提拉装置，6代表可调节的垂直提拉装置支架，7代表水槽，8为基片；

图3为π-A曲线实验操作流程图；

图4为沉积实验操作流程图；

图5为本发明所制备聚MADA LB膜的吸收光谱和CD光谱；

图6为本发明所制备聚NADA LB膜的吸收光谱和CD光谱；

图7为椭圆偏振态分别对应的“0”和“1”。

具体实施方式