智能熒光高分子水凝膠是一類具有可調(diào)發(fā)光性能的高分子軟材料，由于其三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中包含大量的水分子，在合適的外界刺激下，易與周圍的水溶液發(fā)生物質(zhì)交換，進(jìn)而誘導(dǎo)水凝膠的溶脹或去溶脹，同時(shí)伴隨著發(fā)光顏色或強(qiáng)度的顯著變化，在仿生驅(qū)動(dòng)、傳感檢測(cè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，熒光高分子水凝膠主要是通過物理摻雜或化學(xué)接枝的方法，將有機(jī)熒光團(tuán)、稀土配合物及無機(jī)發(fā)光納米材料引入親水性高分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來制備。其中，基于AIE熒光團(tuán)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光型高分子水凝膠因其可避免疏水性熒光團(tuán)在親水性交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中聚集導(dǎo)致的熒光自猝滅現(xiàn)象，正逐漸獲得更多的研究興趣。

萘酰亞胺是一類非常有趣的熒光基團(tuán)，其發(fā)光性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。一般而言，具有平面結(jié)構(gòu)的N取代衍生物因較易發(fā)生面面堆積（face-to-face stacking）而多是聚集誘導(dǎo)猝滅型熒光團(tuán)；而芳環(huán)上有剛性大位阻取代基的萘酰亞胺衍生物因其螺旋槳狀（propeller）的分子構(gòu)象，因此多呈現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能。得益于其獨(dú)特發(fā)光性能以及極易裁剪修飾的分子結(jié)構(gòu)，萘酰亞胺功能化聚合物和納米材料廣泛應(yīng)用于分子識(shí)別、傳感檢測(cè)、生物成像等領(lǐng)域。最近，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所智能高分子材料團(tuán)隊(duì)的陳濤研究員、路偉研究員及合作者將功能化萘酰亞胺熒光團(tuán)引入智能高分子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，獲得了一種溫敏性聚集誘導(dǎo)發(fā)光高分子水凝膠，并嘗試開展其熒光圖案調(diào)控和仿生驅(qū)動(dòng)應(yīng)用研究。如圖1所示，研究人員首先制備了一種含有苯氧基取代萘酰亞胺熒光團(tuán)的AIE型溫敏性聚合物，隨后將其引入化學(xué)交聯(lián)聚N-異丙基丙烯酰胺交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中以構(gòu)建具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光高分子水凝膠。研究表明，該水凝膠的發(fā)光和透光性能均具有典型的溫度響應(yīng)性。基于這一發(fā)現(xiàn)，研究人員構(gòu)建了多個(gè)具有雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)的顯示器和驅(qū)動(dòng)器，初步實(shí)現(xiàn)了溫度響應(yīng)性的熒光圖案調(diào)控和仿生變形/變色功能。該工作不僅豐富了熒光高分子水凝膠的種類，也初步展示了其在防偽、顯示及驅(qū)動(dòng)等方面的潛在應(yīng)用。