基于聚苯乙炔螺旋构象转变的力致荧光变色弹性体：高灵敏度与优异可逆性的创新机制

本研究针对力致荧光变色（MFC）材料难以同时实现高灵敏度和优异可逆性的挑战，开发了一种基于聚苯乙炔（PPA）螺旋构象转变的新型MFC弹性体。通过共价交联聚二甲基硅氧烷（PDMS）与含乙烯基的PPA，研究人员构建出具有可逆荧光响应的智能材料。该材料在10次循环中保持稳定性能，为实时力学传感和生物医学探测提供了创新解决方案。

　　

研究人员开发了一种创新的力致荧光变色（Mechanofluorochromic, MFC）机制，该机制利用聚苯乙炔（Poly(phenylacetylene), PPA）主链在力作用下从荧光性的紧凑顺式-顺式构象（cis-cisoid, cc）向非荧光性的松散顺式-反式构象（cis-transoid, ct）的可逆螺旋构象转变。这种转变实现了荧光的"关闭"响应，而撤去外力后，分子内氢键的重建驱动螺旋主链恢复至cc构象，从而完成荧光的可逆调控。

通过将带有乙烯基的螺旋PPA与聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）进行共价交联，研究团队制备出一系列MFC弹性体。特别开发的原位拉伸-荧光测试装置实现了对力依赖光致发光（Photoluminescence, PL）光谱的实时监测。通过精确调控交联密度，材料编号Vi-CP-0.01@PDMS-0.003展现出最高的MFC灵敏度。值得注意的是，该新型MFC弹性体表现出卓越的可逆性，在10次循环中仍保持稳定性能。

这项研究不仅揭示了基于螺旋构象转变的新型MFC机制，更为开发兼具高灵敏度和优异可逆性的先进MFC材料开辟了新途径，在实时机械传感和生物医学探测等领域具有重要应用前景。