膠黏劑，又稱為粘接劑、粘合劑，是指能將兩種或兩種以上同質或異質的制件（或材料）連接在一起，固化后具有足夠強度的一類物質，是現代工業和人類生活不可或缺的一種重要材料。目前，膠黏劑主要以合成高分子為主，全球年均產量和消費量超過數千萬噸。隨著全球對環境保護和可持續發展的重視，開發低揮發性有機物、可降解的綠色、環境友好型膠黏劑備受關注。硫辛酸（TA）是一種天然功能抗氧化劑，廣泛存在于動物體內和各種植物中，在代謝調節、神經保護和抗氧化等方面具有重要作用。近年來，由于TA兼具水溶性和脂溶性，以及結構中的動態二硫鍵和羧基基團，基于硫辛酸的功能材料備受科研人員青睞。
近日，浙江理工大學化學與化工學院熊玉兵教授/戴志鋒副教授團隊與徐健荃副教授合作在國際權威化學期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上發表了題為“Photo-tuned Solid-Liquid Transition of Azo-grafted Poly(thioctic acid) with Ultrahigh Photothermal Conversion Efficiency”（Angew. Chem. Int. Ed., 2025, doi.org/10.1002/anie.202508314）的研究成果。該研究設計合成了一種偶氮苯接枝的聚硫辛酸（Azo-PTA）材料，Azo-PTA對紫外光（365 nm）和綠光（532 nm）均具有響應性。值得一提的是，Azo-PTA在綠光（532 nm）照射下可快速液化，其光熱轉化效率高達84.9%。因此，Azo-PTA可作為新型光焊接劑，具有綠色環保、節能且操作方便等優點。浙江理工大學碩士研究生周建、博士研究生周寧為共同第一作者，戴志鋒副教授、徐健荃副教授和熊玉兵教授為共同通訊作者，浙江理工大學為第一署名單位。該研究得到國家自然科學基金委的支持。
研究人員首先通過酯縮合反應制備Azo修飾的硫辛酸單體（Azo-TA），然后利用溶劑揮發誘導開環聚合或熱壓聚合方法與硫辛酸進行共聚制備得到Azo-PTA。由于Azo基團的引入，Azo-PTA具有紫外光響應性，可在365 nm光照射下由trans-Azo-PTA異構為cis-Azo-PTA，同時發生固-液相轉變，而在綠光（532 nm）照射下，通過光熱效應快速液化，發生固-液相轉變，上述光調控的相轉變過程均可逆。該特性為Azo-PTA在可逆黏附、自修復材料、智能窗戶等方面的應用提供了潛力。
圖1 Azo-PTA的結構及其綠光調控的可逆固液相轉變行為和應用
首先利用紅外相機對Azo-PTA的光熱行為進行了測定，可以看出，不同組成的Azo-PTA均表現出優異的光熱轉化性能，尤其是Azo-PTA-1（單體投料質量比為1：1），綠光照射30 s，其表面溫度即可達到90 °C以上。進一步利用UV-vis、POM及AFM等手段對Azo-PTA綠光調控的相轉變行為進行了表征，確認了其可逆固-液相轉變行為。然后對Azo-PTA材料的光熱轉化效率（LHCE）進行了測定，結果表明，Azo-PTA-1的LHCE高達84.9%，高于Au納米棒、Cu2Se納米晶等許多傳統無機近紅外光（980 nm）光熱轉化材料。
進一步研究了Azo-PTA黏附性能，可以看出，其在紙張、木材、玻璃基底上的黏附強度均可超過1.0 MPa，且在鹽水和酸性水溶液中保持較好的黏附穩定性，而在堿性溶液中黏附強度顯著降低，這是由于PTA堿性條件下降解而導致。Azo-PTA可在0 °C~40 °C范圍保持較好的黏附能力，可通過光照、加熱及溶劑等方法進行回收再利用，表現出優異的黏附穩定性和可循環性。
接下來考察了Azo-PTA的可光操作性能，經綠光照射10 s后，Azo-PTA即可將兩片玻璃粘接在一起，再用綠光照射即可實現脫粘，該過程可多次循環，且在酸性（pH=1.0）、堿性（pH=10.0）和海水中保持穩定。存在流動的水時，經綠光照射液化后的Azo-PTA仍可對PE、硅膠等塑料進行黏附。最后，考察了Azo-PTA的自修復及循環使用性能，以及在智能窗戶方面的應用。
圖5 綠光調控Azo-PTA的自修復、黏附性能及智能窗戶應用
該工作是團隊近期關于Azo光響應功能高分子材料相關研究的最新進展之一。團隊長期圍繞智能聚離子液體（PILs）開展研究，通過Azo及Bn分別修飾的PILs構筑了新型雙水相體系（ATPSs），實現了溫度調控ATPSs上下相可逆反轉的新型相行為（Angew. Chem., Int., Ed., 2023, 62, e202215722），進一步通過引入主客體相互作用，實現了光和熱雙重調控ATPSs上下相可逆反轉（Chem. Eng. J., 2024, 496, 154117），以及pH調控的ATPSs相反轉行為（Chem. Commun., 2024, 60, 13195）。利用Azo修飾的季鏻鹽PILs制備了新型多孔有機聚合物（POPs），實現了光調控水溶液中有機染料超快去除（Sep. Purif. Technol., 2024, 335, 126119）。此外，構建了聚硫辛酸/功能聚離子液體全聚合物雙網絡離子凝膠以及光/熱雙重響應的PILs水凝膠，系統探討了該凝膠的黏附性能及在柔性傳感方面的應用（Chem. Eng. J., 2023, 465 143072; Polymer, 2024, 311, 127505）。還利用PILs優異的結構可設計性及功能可調性，實現其對生物可降解高分子PLA/PBAT的改性和功能升級（Chem. Eng. J., 2024, 482 149169;Int. J. Bio. Macromol., 2025, 306, 141838）及CO2吸附和轉化（Sep. Purif. Technol., 2025, 361, 131257）。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20250831
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