[发明专利]一种光致非线性膨胀配位聚合物及其制备方法

说明书

本发明属于光敏材料技术领域，具体涉及一种光致非线性膨胀配位聚合物及其制备方法。该配位聚合物为亮黄色块状晶体，化学式为[Zn(iba)(tkpvb)Cl]_n1，其中，iba表示对碘苯甲酸根，tkpvb表示1,2,4,5‑四((E)‑2‑(4‑吡啶基)乙烯基)苯，n＝3000‑60000；晶体学参数为：(1)晶系：单斜晶系；(2)空间群：Cc；(3)β＝127.430(4)°，(4)Z＝4；(5)F(000)＝1680，R₁＝0.1363，wR₂＝0.3788，GOF＝1.620；其中，iba表示对碘苯甲酸根，tkpvb表示1,2,4,5‑四((E)‑2‑(4‑吡啶基)乙烯基)苯，n1＝3000‑60000。本发明配位聚合物的制备方法简单，反应条件温和，且光转化速率快；同时，在不同波长光的照射下能发生加成反应，呈现材料的光致非线性膨胀性能，并得到相应的同分异构体化合物。

技术领域

本发明属于光敏材料技术领域，具体涉及一种光致非线性膨胀配位聚合物及其制备方法。

背景技术

一些柔性材料会在受到外界的一些刺激时，本身结构发生动态的变化从而引起材料在宏观尺度发生机械运动，如弯曲，旋转，跳跃，炸裂等。这些刺激包括压力，热，PH值，客体分子，光，磁等。这类材料在信息存储/传递，生物医学领域，人工智能领域都显示出较大的应用前景。而在众多刺激响应材料中，光响应材料具有非接触，刺激强度可调，响应迅速等优点，使得该类材料具有较大应用潜力。为了便于控制响应的方向从而提高该类材料的性能，观察宏观变化与内部结构变化的关系显得尤为重要。一般来说，柔性材料(内部)响应外界物理或化学信号时内部一般伴随着化学键的断裂重组，以及芳环之间的转动(参见：Mochizuki S,Ogiwara N,Takayanagi M,Nagaoka M,Kitagawa S,Uemura T,Nat.Commun,2019,9,329.)。

现代应用材料不仅要表现出良好的物理性能，还要表现出可控的膨胀性，而可控的膨胀性无疑会增加材料的稳定性与使用寿命。目前在沸石，金属氰化物，配位聚合物等材料中报道了热膨胀的例子(参见：Burtch,N.C.,S.J.Baxter,J.Heinen,A.Bird,A.Schneemann,D.Dubbeldam,A.P.Wilkinson,Adv.Funct.Mater,2019,29,1904669.)但由光控制膨胀的材料鲜有报道。众所周知，入射光的波长和功率是可以人为控制的，这一点也为精确控制光响应材料的膨胀打下坚实的基础。基于材料的光控膨胀的特性可以设计出一些光致机械驱动器(PMA)。PMA是可以通过外部光刺激改变自身宏观形状以及可以完成一些机械行为(推，拉，抓取，托举)的智能材料。通过将光响应单元嵌入到配位聚合物的骨架中，使其呈高度有序排列，从而可以更好地研究在光诱导材料发生膨胀时内部的变化机理(参见：Y.X.Shi,W.H.Zhang,B.F.Abrahams,P.Braunstein,J.P.Lang,Angew.Chem.Int.Ed.,2019,58(28),9453-9458.)由此可见，这类光控膨胀或记忆材料在光响应器件和分子机械驱动器方面有着重要的应用前景。

因此，设计合成一种新型的、高灵敏度的固态光致非线性膨胀材料，在光致动电子微器件与仿生材料方面具有十分重要的意义。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种光致非线性膨胀配位聚合物及其制备方法，该配位聚合物制备方法简单，反应条件温和，且光转化速率快。

按照本发明的技术方案，所述光致非线性膨胀配位聚合物，所述配位聚合物为亮黄色块状晶体，其分子式为C₄₁H₃₁ClN₄O₂Zn，化学式为[Zn(iba)(tkpvb)Cl]_n1(在下文中以Zn-1表示)，晶体学参数为：

(1)晶系：单斜晶系；

(2)空间群：Cc；