成都有机提出二氧化碳响应“智能”单壁碳纳米管新方法

　　近日，中国科学院成都有机化学有限公司博士研究生郭赞如，在导师冯玉军研究员的指导下完成的“CO2响应‘智能’单壁碳纳米管”（CO2-responsive ‘smart’ single-walled carbon nanotubes）的研究论文在材料科学期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表（Adv. Mater., 2013, 25(4): 584–590）。

　　文章针对单壁碳纳管难以分散和在生物医学、传感器、检测器等特定应用领域需要智能化修饰的特点，以及传统刺激响应因子如pH、温度、光和氧化还原反应等的不足，利用CO2作为刺激方式用于单壁碳纳米管分散和性能的智能控制。首先采用可逆加成—断裂链转移（RAFT）活性聚合等化学手段制备出结构规整、分子量分布窄、含有叠氮基团的母体聚合物，然后采用高效“点击”反应将具有CO2响应特性的脒基以及能够和碳纳米管发生π—π叠合作用的芘基引入到该聚合物主链上，得到能够和单壁碳纳米管相互作用的CO2响应型聚合物。研究发现，该聚合物和单壁碳纳米管形成的杂化材料能均匀、稳定地分散在二氯甲烷等有机溶剂中；通入CO2后，该杂化材料能在二氯甲烷和水的混合溶剂中发生疏水到亲水的相转变过程，在纯水中能随着循环通入或排出CO2而发生分散和团聚之间的可逆转变。

　　该研究不仅提出了一种新颖的分散碳纳米管的方式，而且也开辟了一条单壁碳纳米管智能化及在生物医学材料等领域的应用的新途径。研究得到了四川省杰出青年基金（2010JQ0029）和国家自然科学基金（21273223，21173207）的资助。