光响应性荧光螺吡喃功能化海藻酸盐生物材料：基于两性离子相互作用的自组装调控机制

这篇研究通过设计含聚二甲基硅氧烷(PDMS)和螺吡喃(SP)的嵌段共聚物，系统探究了紫外光诱导SP→部花青(MC)异构化引发的两性离子相互作用对材料自组装行为的调控机制。创新性揭示了MC态两性离子相互作用在溶液（动态光散射/DLS验证）和本体（小角X射线散射/SAXS表征）状态下对聚合物聚集尺寸、域间距的显著影响，为光响应性聚合物材料设计提供了新范式。

　　

Highlight

本研究通过可逆紫外光诱导异构化，揭示了含聚二甲基硅氧烷(PDMS)和螺吡喃(SP)的嵌段共聚物中两性离子相互作用对自组装行为的关键作用。SP向部花青(MC)的转变显著改变了共聚物的极性和刚性，从而调控了嵌段间的分子相互作用。

Solution-State Behavior

在溶液状态下，SP→MC的光异构化使球形聚集体尺寸明显减小（通过DLS证实）。MC单元间强烈的两性离子相互作用导致更紧密的链聚集，这种效应在极性溶剂中尤为显著。有趣的是，MC→SP的闭环弛豫动力学高度依赖介质环境——紫外-可见光谱(UV-vis)显示，非极性溶剂中弛豫速率比极性溶剂快3倍。

Bulk-State Reorganization

SAXS分析表明，本体薄膜中MC态材料出现纳米球域收缩现象（域间距减少约15%），证实两性离子相互作用能驱动纳米级致密堆积。原子力显微镜(AFM)进一步观察到光照后表面粗糙度降低，这与MC单元增强的分子间作用力直接相关。

Conclusion

这项工作不仅阐明了两性离子相互作用在光响应嵌段共聚物自组装中的核心地位，更建立了溶液-本体双状态下结构重组的关联模型，为开发智能药物载体和光学传感器件提供了理论支撑。