生物质衍生碳点引发常规自由基与ATRP光聚合的创新研究

研究人员开发了基于生物质衍生碳纳米点(CDs)的新型光引发体系，成功解决了传统光聚合中光引发剂毒性高、易迁移等问题。该研究通过呋喃醛和海藻酸钠分别制备了Type I型CDs引发剂和ATRP光催化剂，实现了常规自由基聚合(均裂型)与光诱导原子转移自由基聚合(photo-ATRP)的高效引发，为绿色高分子合成提供了无毒、稳定的解决方案。

　　

生物质衍生的碳纳米点(Carbon dots, CDs)正成为光聚合领域的新星。这些直径小于10纳米的碳基材料展现出双重功能：既能作为传统自由基聚合(Type I和Type II体系)的光引发剂，又可充当原子转移自由基聚合(photo-ATRP)的光催化剂。与传统分子引发剂相比，CDs具有显著优势——其生物相容性有效降低了细胞毒性风险，且表面修饰的稳定结构避免了小分子迁移问题。

研究团队创新性地开发了两种生物质转化策略：以呋喃醛为原料构建的Type I型CDs，通过表面肟酯基团的光致均裂产生自由基，实现"一锅式"光引发；而以海藻酸钠衍生的CDs更显"多才多艺"，既能启动常规自由基聚合，又可激活烷基卤化物参与photo-ATRP的催化循环。

实验流程涵盖三大关键环节：CDs的制备与表征(约4天)、光化学反应实施(最快1小时)及产物分析(附加0.5小时)。值得注意的是，这些CDs在紫外-可见光区展现宽谱吸收特性，其表面丰富的含氧官能团(如羧基、羟基)为光电子转移提供了活性位点。在丙烯酸酯单体聚合测试中，CDs引发体系表现出与二苯甲酮类引发剂相当的转化率，但大幅降低了体系毒性。

该技术为生物医用高分子材料(如可降解支架、药物载体)的绿色合成开辟了新路径，特别适合需要严格生物安全性的应用场景。不过研究者强调，操作者需具备高分子化学和纳米材料处理经验，以精确调控CDs的表面化学性质与光响应行为。