高强度稀土纳米复合发光水凝胶中的级联能量传递.docx
背景介绍光捕获系统在自然光合作用和光电子器件中发挥希Hi要作用。制f具有买步连续能量转移特征，并能实现高效能Ift传递的光捕拱材料对解淡人类面临的能源问题和人工模拟光合作用都具有重要意义,水凝胶与生物体中的许多组织,如肌肉、软骨和皮肤等具有相似的结构,加之其良好的生物相容性，使得它比其他任何人工材料更接近于活体组织，是人造杼代器官的理想材料.因此，水凝胶中的光捕我系统更加备受关注.本文将含可聚台双键的稀土配合物、N界丙基丙烯酰胺（NlPA、罗丹明B染料（RhB）和傕皂石纳米片通过原住聚合制得了拓强度纳米亚合发光水凝枝。并对纳米凝合水凝胶内缎联能量传递和机械性能进行研咒文章亮点01.通过将稀土配合物,RhB和锂电石纳米片原位共聚合.构建了具有优异力学件能的纳米处合杂化发光水凝枝；02.以水凝胶为平台实现了从天线分子到稀十.再到RhB的汲联能Ik传递：03.与目前被广泛报道的超分子凝胶能;*传递体系相比，锂电石和稀土配合物同时作为交联剂品若提高了水凝胶的机械强度，具有超过800%的断裂伸长率，断裂应力可达50.1kPa：04.方法彳N!为高演度光捕获凝胶体系的构建提供种通用境略，内容介绍I实验部分1.1 主要仪器与试剂1.2 实验方法1.2.1 4-烯丙氧基-t-26二粉酸二乙的2的合成1.2.2 足体1.的合成1.23Tbj水溶液的配制1.2.4发光水凝胶的制备H1配体1.的合成路战2结果与讨论2.1 紫外光谱分析一般来讲，荧光共振能IA转移（FREr）要求给体发射光诣与受体吸收光谱间存在曳假，且：者的发射无谐相距较远，同时两端团间距小于100A分别测试了浓度为5mmol1.的Tb1.i和RhB的萦外吸收光谱,如图2a所示,Tb1.3的紫外吸收峰出现在28Qnm左右,归属就限26度酸的特征吸收峥,证明存在毗睢2.6-.段酸到Tb'的胡质传递,nm紫外吸收光谱.曲线1和2分别是Tb1.和RhM1.光谱图.曲线1、2分别是Tb1.,的发射光造、KhB的紫外吸收光港R2RhBWTb-1.j在水液中的紫外吸收光谱和RhB的紫外吸收光部和Tb1.J的发射光肘2.2 荧光发射光谱分析为了进一步证明Tb1.'和RhB作为供体-受体对可以在纳米奴合水凝枝内发生荧光能量传递，以544nm为赛测波长，以28Onm作为激发波长，友征了Tbj水凝胶（不含RhB）和RhB浓度为20mol1.的JX合水朕胶的发时光i务并以550nm作为激发波长测试了RhB水溶液的荧光发射光谱.nmh.荧光发射光谱,曲线1和2分别是NGTb1.,和NcTb1.-KhBM荧光发射光视曲线1和2分别是HhB和NC-Tl."1.j-KhBH3NC-Tb1.，和NC-Tb1.RhB水我胶的发射光肘和Ne-TbIARhB和RhB水溶液的发射光W2.3 纳米亚合水凝胶内级岷能出传递NC-Ib1.水凝胶在紫外灯下显示出Tb，的特征绿色荧光,证明毗史-26二涉酸作为天战分子将能量传递给了Tb",敏化其发光,l着RhB的加I入，处于激发态的Tb“又将能量传递给RhH.从而使凝胶的绿色荧光减弱.横色荧光增强.实现了NC凝胶内的高效级联荧光共振能Jlt传递.为了进一步验证能量传递效率和RhB的关系，测定了不同RhB浓度复合水凝胶的荧光发射光谱.图4展示了RhB浓度为0、5.10.20.5().M)、100mol1.的纳米或合杂化发光水凝胶的发射光谣和照片。a.荧光发射光谱.曲线1-7RhB浓度分别为0、5.10、20、50.80和100HrnOI/1.：b.日光灯下的照片.从左到右RhB浓度依次增大:<.紫外灯下的照片,从左到右RhB浓度依次增大H4R有不同RhB浓收的NCTb1.'水凝胶在M=28Onm下的荧光发射光谱及其在日光灯和钛外灯下的电子照片2.4纳米或合水凝股力学性能分析进步激试了所制的凝胶的力学性能,单纯的PNlPA水凝胶强度太弱，无法得到有效拉伸曲线，应力应变曲线显示（图5）.50Strain/%a.拉伸应力-应变曲线,曲线1和2分别是'C-TbTf和NC：b.H光灯下的照片,从上到下分别是NC-11>(DP)3-RhB水凝胶未拉伸和拉伸状态;<H光灯下的照片,从上到下分别是NC-11.l.,-RIiB水凝胶未拉伸和拉伸状态K5NC和NCTb1.3水我股的心.仰内力.H变曲畿NGTb(DPARRhB和NCTb1.vRhB我股的控伸摭片(DPA为肥126.班酸)3结论通过将稀土配合物,RhB和锂皂石纳米片原位共聚介,构建了具行优异力学性能的纳米复合杂化发光水凝胶。以水凝股为平台实现了从天践分子到稀土再到RhB的级联能及住逸。与目前被广泛报遒的超分子凝胶能量传递体系相比，NC瓶股显著改善了具有能量传递体系水凝胶的力学性能，具有出过800%的断裂伸长率，断裂应力可达50.1kPa,相信通过改变稀土禹子和染料的种类,构筑不同波长高强度级联的光捕获体系.因此,该方法有望为高强度光捕获凝胶体系的构建提供种通用彼略。
