研究目的
开发萘酰亚胺功能化的热致变色共轭聚二乙炔，并研究其在固态下可逆的绿-红颜色转变。
研究成果
新合成的萘酰亚胺功能化聚多巴胺材料在25-120°C和25-160°C温度范围内展现出可逆的绿-红热致变色转变，具有优异的热稳定性和可逆性。这些材料在PEO薄膜和蜡笔中表现良好，适用于文件防伪等应用，其快速且可逆的热刺激响应特性使其在传感器和智能材料领域具有应用潜力。
研究不足
热致变色行为在高温下（例如粉末状的NPI - PDA1为180°C，NPI - PDA2为160°C，薄膜和蜡笔中的类似限值）变为不可逆。粉末相中聚合不充分导致了意外的吸收偏移。该研究仅限于固态和聚合物基质应用，对于其他环境可能需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过自组装和紫外光引发的表面化学反应聚合，设计合成了两种具有萘酰亚胺头基的新型聚二乙炔（NPI-PDA1和NPI-PDA2）。研究了其在固态、PEO嵌入薄膜及石蜡基笔中的热致变色性能。方法包括缩合反应合成、紫外光聚合及多种光谱与分析技术表征。
2：样品选择与数据来源：
二乙炔单体由4-溴-1,8-萘酐、正丁胺、乙二胺、哌嗪和10,12-二十五碳二炔酸（PCDA）等市售化学品合成。样品包括粉末、PEO薄膜和蜡笔。
3：实验设备与材料清单：
设备包括布鲁克AVANCE III核磁共振仪、AB Sciex 4000 QTRAP和布鲁克micrOTOF-Q质谱仪、SolidSpec-3700紫外-可见-近红外分光光度计、岛津UV-2600分光光度计、梅特勒-托利多TGA/DSC1热分析仪、蔡司MERLIN扫描电镜、堀场Jobin Yvon LabRAM HR-800拉曼光谱仪、紫外灯（254 nm）。材料包括乙醇、DCM、甲醇等溶剂、PEO、石蜡及合成用化学品。
4：实验流程与操作步骤：
萘酰亚胺衍生物和二乙炔单体的合成、紫外光下聚合、溶剂蒸发法制备PEO薄膜、模压法制作蜡笔，采用NMR、MS、紫外-可见、TGA、DSC、SEM和拉曼光谱表征。热致变色测试包含加热冷却循环及拍照与光谱测量。
5：数据分析方法：
使用光谱软件分析紫外-可见、拉曼和核磁共振谱图。通过TGA和DSC热数据解析稳定性和相变。扫描电镜图像用于形貌分析。
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NMR Spectrometer
AVANCE III
Bruker
Used for collecting 1H and 13C nuclear magnetic resonance spectra of synthesized compounds.
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Mass Spectrometer
micrOTOF-Q
Bruker
Used for recording mass spectra of synthesized compounds.
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UV-vis Spectrophotometer
UV-2600
Shimadzu
Used for collecting UV-vis spectra of PEO films.
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Scanning Electron Microscope
MERLIN
Zeiss
Used for SEM analysis of polymer thin films.
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Mass Spectrometer
4000 QTRAP
AB Sciex
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UV-vis-NIR Spectrophotometer
SolidSpec-3700
Used for acquiring solid-state absorption spectra.
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Thermal Analyzer
TGA/DSC1
Mettler-Toledo
Used for thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry.
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Raman Spectrometer
LabRAM HR-800
Horiba Jobin Yovn
Used for obtaining Raman spectra with excitation at 785 nm laser.
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UV Lamp
Used for polymerization of diacetylene monomers with UV irradiation at 254 nm.
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