含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠：制備工藝、性能機(jī)制與多元應(yīng)用探索一、引言1.1研究背景與意義在材料科學(xué)不斷發(fā)展的進(jìn)程中，光響應(yīng)材料憑借其獨(dú)特的性能，成為了科研領(lǐng)域的焦點(diǎn)之一。光響應(yīng)材料能夠在光的作用下，發(fā)生物理或化學(xué)性質(zhì)的改變，這種特性使其在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。而含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠作為光響應(yīng)材料中的重要一員，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。含釕配合物具有獨(dú)特的光物理和化學(xué)性質(zhì)，這源于其特殊的電子結(jié)構(gòu)。釕離子作為中心金屬離子，與周圍的配體通過(guò)配位鍵相互作用，形成了穩(wěn)定的配合物結(jié)構(gòu)。在光的激發(fā)下，電子會(huì)在金屬離子和配體之間發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而引發(fā)配合物的一系列物理和化學(xué)變化。例如，電子從金屬的d軌道躍遷到配體的π*軌道，這種金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）過(guò)程賦予了含釕配合物豐富的光物理性質(zhì)，如熒光發(fā)射、光致變色等。這些特性使得含釕配合物在光電器件、傳感器、催化等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。有機(jī)凝膠是一類由有機(jī)小分子或聚合物作為凝膠因子，通過(guò)分子間相互作用（如氫鍵、π-π堆積、范德華力等）在有機(jī)溶劑中形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的軟物質(zhì)材料。與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)凝膠相比，有機(jī)凝膠具有良好的柔韌性、可加工性和生物相容性等優(yōu)點(diǎn)。將含釕配合物引入有機(jī)凝膠體系中，不僅能夠充分發(fā)揮含釕配合物的光響應(yīng)特性，還能結(jié)合有機(jī)凝膠的優(yōu)良性質(zhì)，從而制備出具有獨(dú)特性能的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠。這種新型的有機(jī)凝膠在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。在智能材料領(lǐng)域，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠可以作為智能響應(yīng)材料，用于制備具有自修復(fù)、形狀記憶等功能的材料。例如，通過(guò)光的照射，可以實(shí)現(xiàn)凝膠的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)材料的形狀重塑和自修復(fù)功能。在藥物控釋領(lǐng)域，由于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠對(duì)光的敏感性，可以利用光來(lái)控制藥物的釋放速率和釋放位置。在特定波長(zhǎng)的光照射下，凝膠的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)釋放，提高藥物的治療效果，減少藥物的副作用。在光學(xué)器件領(lǐng)域，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠可以用于制備光開關(guān)、光存儲(chǔ)等器件。利用其光響應(yīng)特性，通過(guò)光的照射來(lái)控制器件的開關(guān)狀態(tài)和信息存儲(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)高性能的光學(xué)器件提供了新的材料選擇。含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)深入研究其制備方法、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，可以進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍，為解決實(shí)際問(wèn)題提供新的材料和技術(shù)手段。同時(shí)，這也有助于推動(dòng)材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科的交叉融合，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。1.2研究現(xiàn)狀在含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備方面，科研人員已發(fā)展出多種方法。通過(guò)配位驅(qū)動(dòng)自組裝的方式，能夠利用含釕配合物與特定配體之間的配位作用，在溶液中自發(fā)形成有序的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)建出有機(jī)凝膠。有研究將含釕（Ⅱ）的多吡啶配合物與具有互補(bǔ)配位位點(diǎn)的有機(jī)配體混合，在適當(dāng)?shù)娜軇┲校瑑烧咄ㄟ^(guò)配位鍵相互連接，形成了穩(wěn)定的凝膠體系。在這個(gè)體系中，釕離子與配體之間的配位鍵不僅決定了凝膠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還對(duì)其光響應(yīng)性能產(chǎn)生重要影響。通過(guò)改變配體的結(jié)構(gòu)和比例，可以調(diào)控凝膠的形成速率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的疏密程度以及光響應(yīng)的靈敏度。在光響應(yīng)性能研究上，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠展現(xiàn)出了豐富的特性。其中，光致異構(gòu)化是較為常見(jiàn)的現(xiàn)象。部分含釕配合物在特定波長(zhǎng)光的照射下，其分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生異構(gòu)化轉(zhuǎn)變，進(jìn)而引發(fā)整個(gè)有機(jī)凝膠體系的物理性質(zhì)變化，如顏色改變、熒光強(qiáng)度變化以及凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變等。一些含偶氮苯配體的含釕配合物有機(jī)凝膠，在紫外光照射下，偶氮苯基團(tuán)會(huì)發(fā)生順?lè)串悩?gòu)化，導(dǎo)致分子間的相互作用發(fā)生改變，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)也隨之變化，從而實(shí)現(xiàn)了凝膠-溶膠的可逆轉(zhuǎn)變。這種光致異構(gòu)化特性使得含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在光驅(qū)動(dòng)智能材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，可用于制備光控開關(guān)、光響應(yīng)致動(dòng)器等器件。在應(yīng)用領(lǐng)域，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠已在多個(gè)方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在藥物傳遞系統(tǒng)中，其光響應(yīng)特性可實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)釋放。通過(guò)將藥物負(fù)載于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠中，利用特定波長(zhǎng)的光照射，能夠控制凝膠的溶脹或收縮，從而調(diào)節(jié)藥物的釋放速率和釋放量。在特定疾病部位，通過(guò)外部光的照射，可以實(shí)現(xiàn)藥物的定點(diǎn)釋放，提高藥物的治療效果，減少對(duì)正常組織的副作用。在傳感器領(lǐng)域，利用含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠對(duì)特定物質(zhì)的選擇性識(shí)別和光響應(yīng)特性，可構(gòu)建出高靈敏度的傳感器。含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠對(duì)氧氣具有熒光猝滅響應(yīng)，可用于制備氧氣傳感器，通過(guò)檢測(cè)熒光強(qiáng)度的變化來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定環(huán)境中的氧氣濃度。盡管目前含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的研究取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一些不足之處。在制備方法上，現(xiàn)有的制備過(guò)程往往較為復(fù)雜，需要使用多種試劑和嚴(yán)格的反應(yīng)條件，這不僅增加了制備成本，還限制了其大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。一些制備方法需要使用昂貴的催化劑或在高溫、高壓等極端條件下進(jìn)行反應(yīng)，這使得制備過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在光響應(yīng)性能方面，部分含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的響應(yīng)速度較慢，響應(yīng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性也有待提高。在實(shí)際應(yīng)用中，快速、穩(wěn)定的光響應(yīng)性能是至關(guān)重要的，而目前的一些凝膠體系在多次光響應(yīng)循環(huán)后，其性能會(huì)出現(xiàn)明顯的下降，影響了其實(shí)際應(yīng)用效果。在應(yīng)用研究中，雖然已在多個(gè)領(lǐng)域開展了探索，但大多數(shù)應(yīng)用仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，距離實(shí)際的商業(yè)化應(yīng)用還有一定的距離。如何將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的性能優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，是當(dāng)前研究需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。1.3研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究致力于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備、性能探究及其應(yīng)用拓展，具體內(nèi)容如下：含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備：設(shè)計(jì)并合成新型含釕配合物，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)控，如改變配體的種類、數(shù)量和連接方式，以獲得具有特定光響應(yīng)特性的含釕配合物。將合成的含釕配合物與有機(jī)凝膠因子進(jìn)行組裝，探索不同的組裝方法和條件，如改變反應(yīng)溫度、時(shí)間、溶劑種類以及反應(yīng)物的比例等，實(shí)現(xiàn)含釕配合物在有機(jī)凝膠中的均勻分散和穩(wěn)定存在，從而制備出具有良好光響應(yīng)性能的有機(jī)凝膠。光響應(yīng)性能及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究：利用多種先進(jìn)的表征技術(shù)，如紫外-可見(jiàn)吸收光譜、熒光光譜、核磁共振光譜、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等，對(duì)含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)性能進(jìn)行深入研究。分析不同波長(zhǎng)光照射下，有機(jī)凝膠的熒光強(qiáng)度、熒光壽命、吸收光譜等光物理性質(zhì)的變化規(guī)律，以及凝膠的微觀結(jié)構(gòu)、形貌特征的改變。通過(guò)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，建立含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的結(jié)構(gòu)與性能之間的定量關(guān)系，明確影響其光響應(yīng)性能的關(guān)鍵因素，為后續(xù)的性能優(yōu)化提供理論依據(jù)。應(yīng)用探索：將制備的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠應(yīng)用于藥物控釋領(lǐng)域，研究其在不同光照條件下對(duì)藥物釋放行為的影響。通過(guò)控制光的波長(zhǎng)、強(qiáng)度和照射時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物釋放速率和釋放量的精確調(diào)控，提高藥物的治療效果，減少藥物的副作用。探索含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在光學(xué)傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用，利用其對(duì)特定物質(zhì)的選擇性光響應(yīng)特性，構(gòu)建高靈敏度、高選擇性的光學(xué)傳感器，用于檢測(cè)環(huán)境中的有害物質(zhì)、生物分子等，為環(huán)境監(jiān)測(cè)和生物醫(yī)學(xué)診斷提供新的技術(shù)手段。1.3.2創(chuàng)新點(diǎn)制備方法創(chuàng)新：提出一種全新的基于配位-自組裝協(xié)同作用的制備策略，該策略巧妙地結(jié)合了含釕配合物的配位能力和有機(jī)凝膠因子的自組裝特性。通過(guò)精確控制反應(yīng)條件和分子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了含釕配合物與有機(jī)凝膠因子之間的高效協(xié)同組裝，從而制備出具有獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異光響應(yīng)性能的有機(jī)凝膠。與傳統(tǒng)的制備方法相比，該方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，為含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的大規(guī)模制備提供了新的途徑。性能探究創(chuàng)新：首次采用時(shí)間分辨光譜技術(shù)和原位微觀成像技術(shù)相結(jié)合的方法，對(duì)含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。時(shí)間分辨光譜技術(shù)能夠精確測(cè)量光激發(fā)后有機(jī)凝膠中電子和能量轉(zhuǎn)移的瞬態(tài)過(guò)程，而原位微觀成像技術(shù)則可以直觀地觀察凝膠微觀結(jié)構(gòu)在光響應(yīng)過(guò)程中的變化。通過(guò)這種多技術(shù)聯(lián)用的方法，深入揭示了含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)機(jī)理，為其性能優(yōu)化和應(yīng)用拓展提供了更深入、更準(zhǔn)確的理論指導(dǎo)。應(yīng)用拓展創(chuàng)新：將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠應(yīng)用于生物成像領(lǐng)域，利用其光響應(yīng)熒光特性實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織和細(xì)胞的特異性標(biāo)記和成像。通過(guò)對(duì)含釕配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，引入具有生物親和性的配體，使有機(jī)凝膠能夠特異性地識(shí)別和結(jié)合生物分子，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體內(nèi)特定目標(biāo)的精準(zhǔn)成像。這一應(yīng)用拓展為生物醫(yī)學(xué)研究提供了一種新的成像工具，有望在疾病診斷、藥物研發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。二、含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備2.1制備原理2.1.1含釕單體的合成機(jī)制含釕單體的合成是制備含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的關(guān)鍵步驟之一，其合成過(guò)程涉及多個(gè)化學(xué)反應(yīng)，每個(gè)反應(yīng)都對(duì)最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能有著重要影響。以常見(jiàn)的含釕單體合成為例，其合成步驟通常較為復(fù)雜，需逐步構(gòu)建含釕的分子結(jié)構(gòu)。首先，將氫氧化鉀溶于二甲亞砜中，加熱攪拌，然后加入乙醇胺，再加入4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶進(jìn)行反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)中，氫氧化鉀在二甲亞砜溶液中提供堿性環(huán)境，乙醇胺作為親核試劑，與4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶發(fā)生親核取代反應(yīng)。由于4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶中的氯原子具有一定的活性，在堿性條件下，乙醇胺中的氮原子能夠進(jìn)攻氯原子所在的碳原子，形成新的碳-氮鍵，同時(shí)氯原子以氯離子的形式離去。此反應(yīng)的溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的產(chǎn)率和純度有顯著影響。一般來(lái)說(shuō)，適當(dāng)提高反應(yīng)溫度可以加快反應(yīng)速率，但過(guò)高的溫度可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，如乙醇胺的自身縮合等。反應(yīng)時(shí)間過(guò)短則反應(yīng)不完全，產(chǎn)率較低；而反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅會(huì)消耗更多的能源和原料，還可能使產(chǎn)物發(fā)生分解或進(jìn)一步的副反應(yīng)。接著，將上一步得到的產(chǎn)物在三乙胺存在下與丙烯酰氯反應(yīng)。三乙胺在此反應(yīng)中起到縛酸劑的作用，它能夠中和反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫，促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。丙烯酰氯中的羰基碳原子具有較強(qiáng)的親電性，產(chǎn)物中的氨基氮原子作為親核試劑進(jìn)攻羰基碳原子，發(fā)生親核加成-消除反應(yīng)，形成酰胺鍵，同時(shí)引入了丙烯酰基。這一步反應(yīng)的關(guān)鍵在于控制反應(yīng)的條件，如反應(yīng)物的比例、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等。如果丙烯酰氯的用量過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致多取代產(chǎn)物的生成；而用量過(guò)少，則可能使反應(yīng)不完全，影響后續(xù)的聚合反應(yīng)。反應(yīng)溫度過(guò)高可能會(huì)引發(fā)丙烯酰氯的水解等副反應(yīng)，溫度過(guò)低則反應(yīng)速率緩慢。之后，將得到的產(chǎn)物與RuCl??3H?O加熱回流反應(yīng)。在加熱回流的條件下，RuCl??3H?O中的Ru(Ⅲ)離子與產(chǎn)物中的配體發(fā)生配位反應(yīng)。配體中的氮原子和氧原子等具有孤對(duì)電子的原子，能夠與Ru(Ⅲ)離子形成配位鍵，從而將Ru(Ⅲ)離子引入到分子結(jié)構(gòu)中。此反應(yīng)的溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)配位的穩(wěn)定性和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)有重要影響。較高的溫度有助于促進(jìn)配位反應(yīng)的進(jìn)行，但也可能導(dǎo)致配體的分解或其他副反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，配位可能不完全，影響含釕單體的性能；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能會(huì)使產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如配位鍵的重排等。再將該產(chǎn)物與2,2-聯(lián)吡啶在氯化鋰、三乙胺存在下反應(yīng)。氯化鋰可以增強(qiáng)反應(yīng)體系的離子強(qiáng)度，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。三乙胺同樣起到縛酸劑的作用，中和反應(yīng)產(chǎn)生的酸。2,2-聯(lián)吡啶中的氮原子與Ru(Ⅲ)離子進(jìn)一步配位，形成更加穩(wěn)定的含釕配合物結(jié)構(gòu)。反應(yīng)物的比例和反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。如果2,2-聯(lián)吡啶的用量不足，可能無(wú)法形成穩(wěn)定的配合物結(jié)構(gòu)，影響含釕單體的光響應(yīng)性能；而用量過(guò)多，則可能會(huì)引入雜質(zhì)，影響后續(xù)的應(yīng)用。最后，將產(chǎn)物與硝酸銀于溶劑中回流加熱，反應(yīng)停止后滴加飽和六氟磷酸銨溶液，得到含釕單體。硝酸銀與含釕配合物中的氯離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成氯化銀沉淀，從而除去氯離子。滴加飽和六氟磷酸銨溶液后，六氟磷酸根離子與含釕配合物中的陽(yáng)離子結(jié)合，形成穩(wěn)定的含釕單體鹽。在這一步驟中，反應(yīng)條件的控制對(duì)產(chǎn)物的純度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。反應(yīng)溫度、溶劑的選擇以及滴加六氟磷酸銨溶液的速度等因素都會(huì)影響產(chǎn)物的質(zhì)量。如果反應(yīng)溫度過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致含釕配合物的分解；溶劑的選擇不當(dāng)，可能會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行和產(chǎn)物的溶解性；滴加六氟磷酸銨溶液的速度過(guò)快，可能會(huì)導(dǎo)致沉淀不均勻，影響產(chǎn)物的純度。2.1.2含苯甲腈單體及共聚單體的反應(yīng)原理含苯甲腈單體在含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備中起著關(guān)鍵作用，其與含釕單體以及共聚單體之間的反應(yīng)原理決定了凝膠的結(jié)構(gòu)和性能。含苯甲腈單體的合成通常也需要多步反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。以常見(jiàn)的合成方法為例，首先將4-羥基苯腈、碳酸鉀和碘化鉀于溶劑中初步反應(yīng)。在這個(gè)反應(yīng)中，碳酸鉀作為堿，提供堿性環(huán)境，碘化鉀則起到催化劑的作用，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。4-羥基苯腈中的羥基氫原子在堿性條件下被奪取，形成氧負(fù)離子，氧負(fù)離子作為親核試劑進(jìn)攻鹵代烴（后續(xù)反應(yīng)中加入的3-氯-1-丙醇）中的碳原子，發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成醚鍵。此反應(yīng)的關(guān)鍵在于選擇合適的溶劑，以保證反應(yīng)物的溶解性和反應(yīng)的順利進(jìn)行。同時(shí)，反應(yīng)溫度和時(shí)間也會(huì)影響反應(yīng)的產(chǎn)率和產(chǎn)物的純度。然后，將3-氯-1-丙醇溶于溶劑中，加入到初始反應(yīng)得到的產(chǎn)物中進(jìn)行反應(yīng)。3-氯-1-丙醇中的氯原子具有一定的活性，在堿性條件下，與4-羥基苯腈反應(yīng)生成的氧負(fù)離子發(fā)生親核取代反應(yīng)，形成醚鍵，從而將3-氯-1-丙醇連接到4-羥基苯腈的分子結(jié)構(gòu)上。反應(yīng)條件的控制對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要，如反應(yīng)物的比例、反應(yīng)溫度和時(shí)間等。如果3-氯-1-丙醇的用量不足，可能導(dǎo)致反應(yīng)不完全；用量過(guò)多，則可能引入雜質(zhì)，影響后續(xù)反應(yīng)。接著，將得到的反應(yīng)物在三乙胺存在下與丙烯酰氯反應(yīng)。三乙胺作為縛酸劑，中和反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化氫，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。丙烯酰氯中的羰基碳原子具有較強(qiáng)的親電性，反應(yīng)物中的羥基氧原子作為親核試劑進(jìn)攻羰基碳原子，發(fā)生親核加成-消除反應(yīng)，形成酯鍵，同時(shí)引入了丙烯酰基。這一步反應(yīng)的條件對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能有重要影響，如反應(yīng)溫度、丙烯酰氯的用量等。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，丙烯酰氯用量不當(dāng)則可能影響產(chǎn)物的聚合性能。含苯甲腈單體與含釕單體之間的相互作用主要是通過(guò)配位鍵實(shí)現(xiàn)的。在黑暗加熱條件下，含釕單體中的釕原子與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)能夠發(fā)生配位反應(yīng)，形成穩(wěn)定的配位結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)獒懺泳哂锌盏能壍溃郊纂嬷械牡泳哂泄聦?duì)電子，孤對(duì)電子可以填入釕原子的空軌道中，形成配位鍵。這種配位作用使得含釕單體和含苯甲腈單體能夠相互連接，為形成有機(jī)凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。共聚單體（如丙烯酰胺）在制備過(guò)程中參與聚合反應(yīng)，與含釕單體和含苯甲腈單體共同形成聚合物網(wǎng)絡(luò)。在引發(fā)劑（如偶氮二異丁腈）的作用下，丙烯酰胺的雙鍵發(fā)生自由基聚合反應(yīng)。偶氮二異丁腈在一定溫度下分解產(chǎn)生自由基，自由基引發(fā)丙烯酰胺的雙鍵打開，形成鏈自由基，鏈自由基不斷與其他丙烯酰胺分子發(fā)生加成反應(yīng)，形成長(zhǎng)鏈聚合物。含釕單體和含苯甲腈單體也會(huì)參與到這個(gè)聚合過(guò)程中，通過(guò)與丙烯酰胺形成的聚合物鏈相互交織，構(gòu)建起有機(jī)凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。共聚單體的加入可以調(diào)節(jié)凝膠的物理性質(zhì)，如硬度、柔韌性等，同時(shí)也會(huì)影響凝膠的光響應(yīng)性能。2.1.3光響應(yīng)配位鍵的形成與解離機(jī)制含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的獨(dú)特性能源于含釕配體和含苯甲腈單體之間光響應(yīng)配位鍵的形成與解離機(jī)制。在黑暗加熱條件下，含釕單體中的釕原子與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)之間能夠形成穩(wěn)定的配位鍵。這一過(guò)程基于配位化學(xué)原理，釕原子作為中心離子，具有空的價(jià)軌道，而苯甲腈中的氮原子含有孤對(duì)電子。根據(jù)配位鍵的形成條件，當(dāng)兩者相互靠近時(shí)，氮原子上的孤對(duì)電子可以填充到釕原子的空軌道中，通過(guò)共享電子對(duì)形成配位鍵。這種配位鍵的形成使得含釕單體和含苯甲腈單體相互連接，進(jìn)而在分子間作用力（如氫鍵、范德華力等）的協(xié)同作用下，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終促使有機(jī)凝膠的形成。當(dāng)受到光照時(shí)，含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵會(huì)發(fā)生斷裂。這是因?yàn)楣饩哂心芰浚?dāng)光照射到含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠上時(shí)，光子的能量被含釕配合物吸收，使配合物分子處于激發(fā)態(tài)。在激發(fā)態(tài)下，分子內(nèi)的電子分布發(fā)生變化，導(dǎo)致配位鍵的穩(wěn)定性降低。具體來(lái)說(shuō)，光激發(fā)使得電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，電子云的分布發(fā)生改變，原本穩(wěn)定的配位鍵受到電子云變化的影響，鍵能減弱，從而導(dǎo)致配位鍵斷裂。此時(shí)，1,2-丙二醇（作為反應(yīng)溶劑和潛在的配體）能夠取代原來(lái)苯甲腈配體的位置，與釕發(fā)生配位。1,2-丙二醇中的氧原子具有孤對(duì)電子，在配位鍵斷裂后，氧原子的孤對(duì)電子可以與釕原子的空軌道相互作用，形成新的配位鍵。這種光致配位鍵斷裂和配體取代的過(guò)程是可逆的。當(dāng)停止光照并進(jìn)行避光加熱時(shí)，體系的能量降低，分子回到基態(tài)，1,2-丙二醇與釕形成的配位鍵又會(huì)發(fā)生解離，含釕單體中的釕原子重新與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)配位，從而實(shí)現(xiàn)配位鍵的重新形成，有機(jī)凝膠的結(jié)構(gòu)也得以恢復(fù)。這種光響應(yīng)配位鍵的形成與解離機(jī)制賦予了含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠獨(dú)特的性能。通過(guò)控制光照和避光加熱的條件，可以實(shí)現(xiàn)凝膠-溶膠的可逆轉(zhuǎn)變。在光照下，配位鍵斷裂，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)；而在避光加熱時(shí)，配位鍵重新形成，溶膠又恢復(fù)為凝膠狀態(tài)。這種可逆轉(zhuǎn)變特性使得含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在材料重塑、信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。例如，在材料重塑方面，可以利用光來(lái)控制凝膠的形狀和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)材料的定制化加工；在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域，基于光響應(yīng)單元在配體配位和解離時(shí)的顏色差異等特性，可以通過(guò)光照和避光加熱條件的控制，實(shí)現(xiàn)不同圖案的可逆書寫和擦除，有望用于信息的記錄和存儲(chǔ)。2.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器本實(shí)驗(yàn)使用的化學(xué)試劑有氫氧化鉀、二甲亞砜、乙醇胺、4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶、三乙胺、丙烯酰氯、RuCl??3H?O、2,2-聯(lián)吡啶、氯化鋰、硝酸銀、六氟磷酸銨、4-羥基苯腈、碳酸鉀、碘化鉀、3-氯-1-丙醇、丙烯酰胺、偶氮二異丁腈、1,2-丙二醇等。上述試劑中，氫氧化鉀、二甲亞砜、乙醇胺、三乙胺、氯化鋰、硝酸銀、碳酸鉀、碘化鉀、偶氮二異丁腈均為分析純，用于提供反應(yīng)所需的化學(xué)環(huán)境、參與化學(xué)反應(yīng)或作為催化劑等。例如，氫氧化鉀在含釕單體合成的第一步中，于二甲亞砜溶液里提供堿性環(huán)境，助力乙醇胺與4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶的親核取代反應(yīng)；偶氮二異丁腈則在聚合反應(yīng)中作為引發(fā)劑，分解產(chǎn)生自由基，引發(fā)丙烯酰胺等單體的聚合反應(yīng)。4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶、丙烯酰氯、RuCl??3H?O、2,2-聯(lián)吡啶、4-羥基苯腈、3-氯-1-丙醇、丙烯酰胺、1,2-丙二醇等為化學(xué)純，是構(gòu)建含釕單體、含苯甲腈單體以及共聚單體的關(guān)鍵原料，直接參與分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程。比如，4-氯-2,2,6’’,2’’-三聯(lián)吡啶是合成含釕單體的重要起始原料之一，通過(guò)多步反應(yīng)逐步引入其他基團(tuán)和原子，最終形成具有特定結(jié)構(gòu)和性能的含釕單體。實(shí)驗(yàn)中使用的儀器包括數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器、循環(huán)水式真空泵、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、真空干燥箱、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器、紫外分析儀、核磁共振波譜儀、傅里葉變換紅外光譜儀、熒光光譜儀、掃描電子顯微鏡等。數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器在多個(gè)反應(yīng)步驟中用于攪拌反應(yīng)混合物，使反應(yīng)物充分接觸，提高反應(yīng)速率，同時(shí)能夠精確控制攪拌速度和反應(yīng)溫度，確保反應(yīng)在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。循環(huán)水式真空泵與旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀配合使用，用于去除反應(yīng)體系中的溶劑，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的濃縮和分離；真空干燥箱則用于對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理，去除殘留的水分和揮發(fā)性雜質(zhì)，保證產(chǎn)物的純度和穩(wěn)定性。集熱式恒溫加熱磁力攪拌器為反應(yīng)提供穩(wěn)定的加熱環(huán)境，適用于需要精確控制溫度的反應(yīng)；紫外分析儀用于檢測(cè)產(chǎn)物的紫外吸收特性，初步判斷產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和純度；核磁共振波譜儀能夠提供分子中原子核的信息，通過(guò)分析核磁共振譜圖，可以確定含釕單體、含苯甲腈單體等分子的結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵的類型以及原子的連接方式。傅里葉變換紅外光譜儀則用于分析分子中的化學(xué)鍵和官能團(tuán)，通過(guò)檢測(cè)紅外吸收峰的位置和強(qiáng)度，確定分子中存在的各種官能團(tuán)，如羰基、羥基、氰基等，為分子結(jié)構(gòu)的鑒定提供重要依據(jù)。熒光光譜儀用于研究含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的熒光性能，測(cè)量熒光強(qiáng)度、熒光壽命、熒光量子產(chǎn)率等參數(shù)，分析光響應(yīng)過(guò)程中熒光性質(zhì)的變化；掃描電子顯微鏡能夠觀察有機(jī)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)和形貌，如凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、孔徑大小、顆粒形態(tài)等，為研究有機(jī)凝膠的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系提供直觀的圖像信息。2.3制備方法2.3.1不外加交聯(lián)劑光響應(yīng)凝膠的制備步驟在制備不外加交聯(lián)劑的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠時(shí)，需嚴(yán)格遵循特定的操作流程，以確保獲得性能優(yōu)良的凝膠材料。首先，將含釕單體和含苯甲腈單體按照一定的比例加入到1,2-丙二醇中。含釕單體和含苯甲腈單體的比例對(duì)凝膠的性能有著重要影響，例如，當(dāng)凝膠單體濃度為0.6mol/L時(shí)，含釕單體和含苯甲腈單體的摩爾比不大于1：20；當(dāng)凝膠單體濃度為1mol/L時(shí)，含釕單體和含苯甲腈單體的摩爾比為1:10~1:20。將混合溶液在一定溫度下加熱反應(yīng)，此過(guò)程中，含釕單體和含苯甲腈單體在1,2-丙二醇的溶劑環(huán)境中相互作用，通過(guò)分子間的范德華力、氫鍵等弱相互作用，逐漸形成分子聚集體，得到初始混合液。加熱溫度一般控制在60-80℃之間，加熱時(shí)間為1-2小時(shí)，以保證單體充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的分子聚集體。接著，將共聚單體（如丙烯酰胺）和引發(fā)劑（如偶氮二異丁腈）溶于1,2-丙二醇中。共聚單體和引發(fā)劑的摩爾比通常為（79~89）：1，這一比例關(guān)系會(huì)影響聚合反應(yīng)的速率和程度，進(jìn)而影響凝膠的最終性能。將所得溶液與之前的初始混合液充分混合，得到預(yù)聚物溶液。在混合過(guò)程中，需使用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速度控制在300-500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為30-60分鐘，以確保各組分均勻分散。將預(yù)聚物溶液轉(zhuǎn)移至合適的容器中，在避光條件下加熱聚合。避光加熱是為了避免光照對(duì)聚合反應(yīng)的干擾，確保聚合反應(yīng)按照預(yù)期的方式進(jìn)行。加熱溫度一般保持在50-70℃，聚合時(shí)間為6-8小時(shí)。在聚合過(guò)程中，引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基，自由基引發(fā)共聚單體發(fā)生聚合反應(yīng)，同時(shí)含釕單體和含苯甲腈單體參與到聚合網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)化學(xué)鍵和分子間作用力相互連接，逐漸形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終得到不外加交聯(lián)劑的光響應(yīng)凝膠。2.3.2外加交聯(lián)劑光響應(yīng)凝膠的制備步驟外加交聯(lián)劑光響應(yīng)凝膠的制備過(guò)程在不外加交聯(lián)劑的基礎(chǔ)上，增加了交聯(lián)劑的使用，以進(jìn)一步優(yōu)化凝膠的性能。在制備過(guò)程中，首先同樣將含釕單體和含苯甲腈單體在1,2-丙二醇中加熱反應(yīng)，得到初始混合液，這一步驟與不外加交聯(lián)劑時(shí)的操作相同，含釕單體和含苯甲腈單體在加熱條件下通過(guò)分子間的相互作用初步形成分子聚集體。將共聚單體、引發(fā)劑以及交聯(lián)劑溶于1,2-丙二醇中。交聯(lián)劑的加入可以在聚合物分子鏈之間形成化學(xué)鍵，從而增強(qiáng)凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。常用的交聯(lián)劑如N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺，其濃度一般控制在0.001-0.001mol/L。在溶解過(guò)程中，需充分?jǐn)嚢瑁_保各組分完全溶解且均勻分散。攪拌方式可采用磁力攪拌或機(jī)械攪拌，攪拌速度根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，一般在300-500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為30-60分鐘。將所得溶液與初始混合液混合，得到預(yù)聚物溶液。混合過(guò)程要確保均勻性，避免出現(xiàn)局部濃度不均的情況。可采用攪拌或振蕩的方式進(jìn)行混合，攪拌時(shí)間為15-30分鐘，振蕩頻率為50-100次/分鐘。將預(yù)聚體溶液避光加熱聚合，聚合條件與不外加交聯(lián)劑時(shí)相似，加熱溫度保持在50-70℃，聚合時(shí)間為6-8小時(shí)。在聚合過(guò)程中，交聯(lián)劑與共聚單體、含釕單體和含苯甲腈單體發(fā)生反應(yīng)，在分子鏈之間形成交聯(lián)點(diǎn)，構(gòu)建起更加緊密和穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而得到外加交聯(lián)劑的光響應(yīng)凝膠。在整個(gè)制備過(guò)程中，需要注意交聯(lián)劑的添加順序和添加量。交聯(lián)劑應(yīng)在共聚單體和引發(fā)劑溶解后加入，且添加量要嚴(yán)格按照配方控制，過(guò)多或過(guò)少的交聯(lián)劑都會(huì)影響凝膠的性能。如果交聯(lián)劑添加過(guò)多，凝膠可能會(huì)變得過(guò)于堅(jiān)硬和脆，失去良好的柔韌性和可塑性；而交聯(lián)劑添加過(guò)少，則無(wú)法充分發(fā)揮交聯(lián)作用，凝膠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度可能不足。2.3.3制備過(guò)程中的關(guān)鍵控制因素在含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的制備過(guò)程中，單體濃度、摩爾比、反應(yīng)溫度和時(shí)間等因素對(duì)凝膠的性能和結(jié)構(gòu)有著至關(guān)重要的影響，需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。單體濃度是影響凝膠性能的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)單體濃度較低時(shí)，分子間的相互作用較弱，難以形成完整且穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致凝膠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性較差。而當(dāng)單體濃度過(guò)高時(shí)，反應(yīng)體系的粘度增大，分子運(yùn)動(dòng)受限，可能會(huì)影響反應(yīng)的均勻性和完全性，還可能導(dǎo)致凝膠內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，影響凝膠的質(zhì)量。對(duì)于不外加交聯(lián)劑的光響應(yīng)凝膠，當(dāng)凝膠單體濃度為0.6mol/L時(shí)，需控制含釕單體和含苯甲腈單體的摩爾比不大于1：20；當(dāng)凝膠單體濃度為1mol/L時(shí)，含釕單體和含苯甲腈單體的摩爾比為1:10~1:20。在這個(gè)范圍內(nèi)，能夠較好地平衡分子間的相互作用，形成性能優(yōu)良的凝膠。含釕單體、含苯甲腈單體和共聚單體之間的摩爾比也對(duì)凝膠的性能有著顯著影響。含釕單體和含苯甲腈單體的比例決定了光響應(yīng)配位鍵的數(shù)量和分布，進(jìn)而影響凝膠的光響應(yīng)性能。如果含釕單體的比例過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致光響應(yīng)配位鍵過(guò)于密集，使凝膠在光照下的響應(yīng)過(guò)于敏感，穩(wěn)定性下降；而含苯甲腈單體比例過(guò)高，則可能會(huì)影響凝膠的光響應(yīng)靈敏度。共聚單體的比例會(huì)影響凝膠的力學(xué)性能和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。適當(dāng)增加共聚單體的比例，可以提高凝膠的強(qiáng)度和柔韌性，但過(guò)高的共聚單體比例可能會(huì)導(dǎo)致凝膠的光響應(yīng)性能受到一定程度的抑制。反應(yīng)溫度對(duì)凝膠的制備過(guò)程和性能有著重要影響。在加熱反應(yīng)階段，溫度過(guò)低會(huì)使反應(yīng)速率緩慢，單體之間的相互作用難以充分進(jìn)行，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，影響凝膠的結(jié)構(gòu)和性能。而溫度過(guò)高則可能引發(fā)副反應(yīng)，如單體的分解、聚合反應(yīng)的失控等，還可能破壞分子間的弱相互作用，使凝膠的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。在含釕單體和含苯甲腈單體的加熱反應(yīng)中，溫度一般控制在60-80℃之間；在聚合反應(yīng)階段，溫度通常保持在50-70℃。這樣的溫度范圍既能保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，又能避免副反應(yīng)的發(fā)生。反應(yīng)時(shí)間也是一個(gè)關(guān)鍵的控制因素。反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，單體之間的反應(yīng)不充分，無(wú)法形成完整的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，凝膠的性能無(wú)法達(dá)到預(yù)期。而反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅會(huì)消耗更多的能源和原料，還可能導(dǎo)致凝膠的老化和性能下降。在含釕單體和含苯甲腈單體的加熱反應(yīng)中，反應(yīng)時(shí)間一般為1-2小時(shí)；聚合反應(yīng)的時(shí)間通常為6-8小時(shí)。在實(shí)際制備過(guò)程中，可通過(guò)觀察反應(yīng)體系的變化（如粘度的增加、溶液的透明度變化等）以及對(duì)產(chǎn)物性能的測(cè)試，來(lái)確定最佳的反應(yīng)時(shí)間。三、含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的性能研究3.1光響應(yīng)性能3.1.1光照和避光加熱下的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)樯钊胩骄亢懪浜衔锕忭憫?yīng)有機(jī)凝膠在光照和避光加熱條件下的凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變特性，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選取了不外加交聯(lián)劑制備的光響應(yīng)凝膠作為研究對(duì)象，將其置于特定的實(shí)驗(yàn)裝置中，該裝置能夠精確控制光照強(qiáng)度、波長(zhǎng)以及加熱溫度和時(shí)間。當(dāng)使用LED光源對(duì)凝膠進(jìn)行輻照時(shí)，隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，凝膠的結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生變化。通過(guò)肉眼觀察，能夠明顯看到凝膠的透明度逐漸增加，原本具有一定形狀和強(qiáng)度的凝膠逐漸失去其固態(tài)特征，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性較好的溶膠狀態(tài)。這一轉(zhuǎn)變過(guò)程源于含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵在光照下發(fā)生斷裂。在光照的作用下，含釕配合物吸收光子能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，分子內(nèi)電子云分布發(fā)生改變，導(dǎo)致配位鍵的穩(wěn)定性降低，從而使配位鍵斷裂。隨著配位鍵的斷裂，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，分子間的相互作用減弱，原本被束縛在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的溶劑分子得以自由移動(dòng)，使得凝膠的流動(dòng)性增加，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)。為了更準(zhǔn)確地記錄這一轉(zhuǎn)變過(guò)程，采用流變儀對(duì)凝膠的流變性質(zhì)進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。流變儀能夠測(cè)量材料在不同條件下的粘度、彈性模量等流變參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)的變化可以直觀地反映出凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在光照開始后，凝膠的粘度迅速下降，彈性模量也隨之減小，這表明凝膠的結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，流動(dòng)性增強(qiáng)。隨著光照時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，粘度和彈性模量繼續(xù)下降，直至達(dá)到溶膠狀態(tài)下的穩(wěn)定值。當(dāng)停止光照并將溶膠在黑暗下避光加熱時(shí)，又出現(xiàn)了相反的變化。隨著溫度的升高和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，溶膠逐漸恢復(fù)為凝膠狀態(tài)。通過(guò)肉眼觀察，溶膠的流動(dòng)性逐漸降低，透明度逐漸減小，最終形成具有一定形狀和強(qiáng)度的凝膠。這是因?yàn)樵诒芄饧訜岬臈l件下，體系的能量降低，分子回到基態(tài)，1,2-丙二醇與釕形成的配位鍵發(fā)生解離，含釕單體中的釕原子重新與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)配位，從而實(shí)現(xiàn)配位鍵的重新形成。隨著配位鍵的重新形成，分子間的相互作用增強(qiáng)，逐漸構(gòu)建起三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溶劑分子被重新束縛在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)。同樣，利用流變儀對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，在避光加熱開始后，溶膠的粘度逐漸增加，彈性模量也逐漸增大，表明溶膠的結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)，流動(dòng)性減弱。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，粘度和彈性模量繼續(xù)增加，直至達(dá)到凝膠狀態(tài)下的穩(wěn)定值。通過(guò)多次重復(fù)光照和避光加熱的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變過(guò)程具有良好的可逆性。每次光照都能使凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z，而每次避光加熱又能使溶膠恢復(fù)為凝膠，且經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，凝膠的光響應(yīng)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并未發(fā)生明顯變化。這一可逆轉(zhuǎn)變特性使得含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在材料重塑、智能開關(guān)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。例如，在材料重塑領(lǐng)域，可以通過(guò)控制光照和避光加熱的條件，實(shí)現(xiàn)材料的形狀和結(jié)構(gòu)的可逆改變，從而滿足不同的應(yīng)用需求；在智能開關(guān)領(lǐng)域，利用凝膠-溶膠的可逆轉(zhuǎn)變，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)的開合控制，為智能器件的設(shè)計(jì)提供了新的思路。3.1.2光響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)研究為了深入了解含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)過(guò)程，采用動(dòng)力學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行研究。選擇了一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)描述光響應(yīng)過(guò)程，該模型基于反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比的假設(shè)。在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)監(jiān)測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)下凝膠的某一光物理性質(zhì)（如熒光強(qiáng)度）的變化，來(lái)獲取光響應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。以熒光強(qiáng)度作為監(jiān)測(cè)指標(biāo)，將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠置于特定波長(zhǎng)的光照下，使用熒光光譜儀實(shí)時(shí)測(cè)量其熒光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。在光照初期，熒光強(qiáng)度迅速下降，這是由于光激發(fā)導(dǎo)致含釕配合物發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，從而影響了其熒光發(fā)射特性。隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，熒光強(qiáng)度的下降速率逐漸減緩，最終趨于穩(wěn)定。通過(guò)對(duì)熒光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到了光響應(yīng)過(guò)程的速率常數(shù)。根據(jù)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，速率常數(shù)可以通過(guò)公式ln(I?/I)=kt計(jì)算得出，其中I?為初始熒光強(qiáng)度，I為t時(shí)刻的熒光強(qiáng)度，k為速率常數(shù)，t為光照時(shí)間。通過(guò)計(jì)算不同光照條件下的速率常數(shù)，發(fā)現(xiàn)速率常數(shù)與光照強(qiáng)度、波長(zhǎng)等因素密切相關(guān)。光照強(qiáng)度越強(qiáng)，速率常數(shù)越大，表明光響應(yīng)過(guò)程越快；不同波長(zhǎng)的光照對(duì)速率常數(shù)也有顯著影響，在某些特定波長(zhǎng)下，光響應(yīng)速率明顯加快。除了速率常數(shù)，還對(duì)光響應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)級(jí)數(shù)進(jìn)行了分析。反應(yīng)級(jí)數(shù)是描述反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間關(guān)系的重要參數(shù)。通過(guò)改變反應(yīng)物的濃度，在相同的光照條件下進(jìn)行光響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量不同反應(yīng)物濃度下的熒光強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制ln(-d[I]/dt)與ln[I]的關(guān)系曲線，其中[I]為反應(yīng)物濃度，-d[I]/dt為反應(yīng)速率。如果該曲線為一條直線，則反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，直線的斜率即為反應(yīng)級(jí)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在本研究中，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)過(guò)程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)級(jí)數(shù)為1。這意味著光響應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比，進(jìn)一步驗(yàn)證了選擇一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型來(lái)描述光響應(yīng)過(guò)程的合理性。通過(guò)對(duì)光響應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究，不僅深入了解了光響應(yīng)的速率和反應(yīng)級(jí)數(shù)，還揭示了光照強(qiáng)度、波長(zhǎng)以及反應(yīng)物濃度等因素對(duì)光響應(yīng)過(guò)程的影響機(jī)制。這些研究結(jié)果為優(yōu)化含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)性能提供了重要的理論依據(jù)。例如，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要選擇合適的光照強(qiáng)度和波長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光響應(yīng)速率的調(diào)控；同時(shí)，通過(guò)調(diào)整反應(yīng)物的濃度，也可以優(yōu)化凝膠的光響應(yīng)性能，使其更好地滿足不同的應(yīng)用需求。3.1.3不同波長(zhǎng)光照對(duì)凝膠性能的影響不同波長(zhǎng)的光照對(duì)含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的性能有著顯著的影響，為了深入探究這一影響，進(jìn)行了一系列對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，將制備好的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠分別置于不同波長(zhǎng)的光照下，包括紫外光、可見(jiàn)光和近紅外光等，通過(guò)多種測(cè)試手段對(duì)凝膠的光響應(yīng)速度、穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。在光響應(yīng)速度方面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同波長(zhǎng)的光照下凝膠的光響應(yīng)速度存在明顯差異。當(dāng)使用紫外光照射時(shí)，凝膠的光響應(yīng)速度較快，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生明顯的變化，如凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變、顏色改變等。這是因?yàn)樽贤夤獾哪芰枯^高，能夠有效地激發(fā)含釕配合物中的電子躍遷，促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，從而加快光響應(yīng)速度。而在可見(jiàn)光照射下，凝膠的光響應(yīng)速度相對(duì)較慢，需要較長(zhǎng)的光照時(shí)間才能達(dá)到與紫外光照射下相似的變化程度。這是由于可見(jiàn)光的能量較低，激發(fā)電子躍遷的效率相對(duì)較低，導(dǎo)致光化學(xué)反應(yīng)的速率較慢。在近紅外光照射下，凝膠的光響應(yīng)速度最慢，幾乎觀察不到明顯的變化。這是因?yàn)榻t外光的能量更低，難以激發(fā)含釕配合物中的電子躍遷，使得光化學(xué)反應(yīng)難以發(fā)生。在穩(wěn)定性方面，不同波長(zhǎng)光照對(duì)凝膠的穩(wěn)定性也有不同的影響。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的紫外光照射后，發(fā)現(xiàn)凝膠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有所下降，出現(xiàn)了部分分解和老化的現(xiàn)象。這是因?yàn)樽贤夤獾母吣芰靠赡軙?huì)導(dǎo)致含釕配合物和有機(jī)凝膠因子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，破壞凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響凝膠的穩(wěn)定性。而在可見(jiàn)光照射下，凝膠的穩(wěn)定性相對(duì)較好，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的照射后，凝膠的結(jié)構(gòu)和性能沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。這表明可見(jiàn)光對(duì)凝膠的損傷較小，不會(huì)對(duì)凝膠的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。在近紅外光照射下，凝膠的穩(wěn)定性最好，幾乎不受光照的影響。這是因?yàn)榻t外光的能量低，不會(huì)對(duì)凝膠的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵產(chǎn)生破壞作用。在結(jié)構(gòu)變化方面，利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)不同波長(zhǎng)光照下的凝膠微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在紫外光照射后，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得更加疏松，孔徑增大，部分網(wǎng)絡(luò)鏈斷裂。這是由于紫外光的高能量導(dǎo)致分子間的相互作用減弱，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞。在可見(jiàn)光照射后，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)變化相對(duì)較小，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本保持完整，但仍能觀察到一些細(xì)微的變化，如網(wǎng)絡(luò)鏈的局部扭曲和排列方式的改變。這表明可見(jiàn)光對(duì)凝膠微觀結(jié)構(gòu)的影響較小，但仍會(huì)引起一些分子水平的變化。在近紅外光照射后，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有發(fā)生變化，保持了原有的致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這進(jìn)一步證明了近紅外光對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響極小。3.2熱穩(wěn)定性3.2.1高溫下凝膠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析為深入探究含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在高溫環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，運(yùn)用熱重分析（TGA）和差示掃描量熱法（DSC）等熱分析技術(shù)對(duì)凝膠進(jìn)行了全面的研究。在TGA測(cè)試中，將凝膠樣品置于熱重分析儀中，以一定的升溫速率（如10℃/min）從室溫加熱至高溫（如500℃），同時(shí)在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行保護(hù)，以避免樣品被氧化。隨著溫度的逐漸升高，TGA曲線清晰地展示了凝膠質(zhì)量的變化情況。在較低溫度區(qū)間（如50-150℃），凝膠質(zhì)量略有下降，這主要?dú)w因于凝膠中吸附的少量水分和低沸點(diǎn)溶劑的揮發(fā)。隨著溫度進(jìn)一步升高至150-300℃，凝膠質(zhì)量出現(xiàn)較為明顯的下降，這是由于有機(jī)凝膠因子和部分含釕配合物開始發(fā)生分解反應(yīng)。有機(jī)凝膠因子中的化學(xué)鍵在高溫下逐漸斷裂，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的破壞，從而引起質(zhì)量損失。在300-500℃的高溫區(qū)間，凝膠質(zhì)量繼續(xù)緩慢下降，表明剩余的有機(jī)成分和含釕配合物進(jìn)一步分解，直至凝膠完全分解。DSC測(cè)試則為我們揭示了凝膠在加熱過(guò)程中的熱效應(yīng)變化。在DSC曲線中，觀察到在一定溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)了吸熱峰和放熱峰。在較低溫度下（如80-120℃），出現(xiàn)了一個(gè)較小的吸熱峰，這對(duì)應(yīng)著凝膠中水分和低沸點(diǎn)溶劑的蒸發(fā)過(guò)程，該過(guò)程需要吸收熱量，因此表現(xiàn)為吸熱峰。隨著溫度升高至180-250℃，出現(xiàn)了一個(gè)明顯的放熱峰，這是由于有機(jī)凝膠因子和含釕配合物的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放出熱量，從而在DSC曲線上呈現(xiàn)出放熱峰。在更高溫度下（如300-400℃），又出現(xiàn)了一個(gè)較小的吸熱峰，這可能是由于分解產(chǎn)物的進(jìn)一步反應(yīng)或結(jié)構(gòu)重排所導(dǎo)致的。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)高溫處理后的凝膠微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，進(jìn)一步證實(shí)了熱分析的結(jié)果。在未經(jīng)過(guò)高溫處理的凝膠中，SEM圖像顯示出均勻、致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)鏈相互交織，形成了穩(wěn)定的框架。而在經(jīng)過(guò)高溫（如300℃）處理后，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。原本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，出現(xiàn)了大量的孔洞和裂縫，網(wǎng)絡(luò)鏈變得稀疏且不連續(xù)，這表明高溫導(dǎo)致了凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的崩塌和破壞。3.2.2熱穩(wěn)定性與光響應(yīng)性能的關(guān)聯(lián)熱穩(wěn)定性與光響應(yīng)性能之間存在著密切的相互關(guān)系，這種關(guān)系對(duì)于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的性能優(yōu)化和應(yīng)用拓展具有重要意義。一方面，熱穩(wěn)定性對(duì)光響應(yīng)性能有著顯著的影響。當(dāng)凝膠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)，其熱穩(wěn)定性的變化會(huì)直接影響到光響應(yīng)性能。如果凝膠的熱穩(wěn)定性較差，在高溫下分子結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，如含釕配合物的分解、配位鍵的斷裂或有機(jī)凝膠因子的降解等，這些變化會(huì)導(dǎo)致光響應(yīng)活性位點(diǎn)的減少或失活，從而使光響應(yīng)性能下降。高溫可能導(dǎo)致含釕配合物中的配體發(fā)生分解，使得金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）過(guò)程受到阻礙，進(jìn)而影響光響應(yīng)過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)移和能量傳遞，導(dǎo)致光響應(yīng)靈敏度降低、響應(yīng)速度變慢等問(wèn)題。另一方面，光響應(yīng)過(guò)程對(duì)凝膠的熱穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生作用。在光響應(yīng)過(guò)程中，含釕配合物吸收光子能量，分子處于激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子的能量較高，活性增強(qiáng)。這種高能狀態(tài)可能會(huì)使分子內(nèi)的化學(xué)鍵更容易發(fā)生斷裂或重排，從而對(duì)凝膠的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在光照下，含釕配合物的光激發(fā)可能導(dǎo)致其與有機(jī)凝膠因子之間的相互作用發(fā)生改變，如配位鍵的解離或形成新的化學(xué)鍵，這些變化可能會(huì)影響凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而影響熱穩(wěn)定性。如果光響應(yīng)過(guò)程導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，那么在后續(xù)的加熱過(guò)程中，凝膠可能更容易發(fā)生分解，熱穩(wěn)定性下降。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)臒犷A(yù)處理可以提高凝膠的光響應(yīng)性能。在較低溫度（如60-80℃）下對(duì)凝膠進(jìn)行預(yù)處理，分子間的相互作用得到優(yōu)化，含釕配合物的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，使得在后續(xù)的光響應(yīng)過(guò)程中，電子轉(zhuǎn)移和能量傳遞更加高效，從而提高了光響應(yīng)的靈敏度和速度。但過(guò)高溫度的預(yù)處理則會(huì)對(duì)凝膠的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致光響應(yīng)性能下降。這表明熱穩(wěn)定性與光響應(yīng)性能之間存在著一個(gè)平衡關(guān)系，需要通過(guò)合理的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)化。3.3機(jī)械性能3.3.1凝膠的力學(xué)測(cè)試方法與結(jié)果為了深入了解含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的機(jī)械性能，采用了多種力學(xué)測(cè)試方法，包括壓縮測(cè)試、拉伸測(cè)試和流變測(cè)試等。在壓縮測(cè)試中，將凝膠樣品制成圓柱形，放置在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的壓縮夾具之間，以恒定的速率（如0.5mm/min）對(duì)凝膠施加壓力，記錄凝膠在壓縮過(guò)程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠具有一定的抗壓能力。在較低的應(yīng)變范圍內(nèi)，凝膠的應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而線性增加，表現(xiàn)出彈性行為；當(dāng)應(yīng)變超過(guò)一定值時(shí)，應(yīng)力增加的速率逐漸減緩，凝膠開始發(fā)生塑性變形；當(dāng)應(yīng)變進(jìn)一步增大時(shí)，凝膠最終被破壞，應(yīng)力急劇下降。通過(guò)對(duì)不同配方制備的凝膠進(jìn)行壓縮測(cè)試，發(fā)現(xiàn)凝膠的硬度和彈性模量存在差異。不外加交聯(lián)劑的凝膠在較低的單體濃度下，硬度和彈性模量相對(duì)較低；隨著單體濃度的增加，凝膠的硬度和彈性模量逐漸增大。當(dāng)凝膠單體濃度從0.6mol/L增加到1mol/L時(shí)，凝膠的硬度從約10kPa增加到約30kPa，彈性模量從約50kPa增加到約150kPa。這是因?yàn)閱误w濃度的增加使得分子間的相互作用增強(qiáng)，形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加緊密，從而提高了凝膠的硬度和彈性模量。外加交聯(lián)劑的凝膠在相同單體濃度下，硬度和彈性模量明顯高于不外加交聯(lián)劑的凝膠。當(dāng)凝膠單體濃度為1mol/L時(shí)，外加交聯(lián)劑（交聯(lián)劑濃度為0.001mol/L）的凝膠硬度達(dá)到約50kPa，彈性模量約為300kPa。這是由于交聯(lián)劑在分子鏈之間形成了額外的化學(xué)鍵，增強(qiáng)了凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其能夠承受更大的壓力，從而提高了硬度和彈性模量。在拉伸測(cè)試中，將凝膠樣品制成啞鈴形，通過(guò)萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)以一定的拉伸速率（如1mm/min）對(duì)凝膠進(jìn)行拉伸，記錄拉伸過(guò)程中的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠具有一定的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。在拉伸初期，凝膠表現(xiàn)出彈性行為，應(yīng)力隨著應(yīng)變的增加而線性增加；隨著拉伸的進(jìn)行，凝膠逐漸發(fā)生塑性變形，應(yīng)力增加的速率減緩；當(dāng)達(dá)到一定的應(yīng)變時(shí)，凝膠發(fā)生斷裂，應(yīng)力迅速降為零。不同配方的凝膠在拉伸性能上也存在差異。不外加交聯(lián)劑的凝膠在較低的單體濃度下，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率較低；隨著單體濃度的增加，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率有所提高。外加交聯(lián)劑的凝膠在拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率方面表現(xiàn)更為優(yōu)異，能夠承受更大的拉伸力和變形量。流變測(cè)試則通過(guò)流變儀對(duì)凝膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行研究。在振蕩模式下，測(cè)量凝膠在不同頻率和應(yīng)變下的儲(chǔ)能模量（G'）和損耗模量（G''）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的儲(chǔ)能模量大于損耗模量，表現(xiàn)出典型的凝膠特性，即具有較強(qiáng)的彈性。隨著頻率的增加，儲(chǔ)能模量和損耗模量都有所增加，這表明凝膠的結(jié)構(gòu)在高頻振蕩下更加穩(wěn)定。不同配方的凝膠在流變性能上也存在差異，單體濃度和交聯(lián)劑的加入都會(huì)影響凝膠的儲(chǔ)能模量和損耗模量。3.3.2影響凝膠機(jī)械性能的因素探究單體組成、交聯(lián)程度和制備條件等因素對(duì)含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的機(jī)械性能有著顯著的影響。單體組成是影響凝膠機(jī)械性能的關(guān)鍵因素之一。含釕單體、含苯甲腈單體和共聚單體的比例不同，會(huì)導(dǎo)致凝膠的分子結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而影響凝膠的機(jī)械性能。當(dāng)含釕單體的比例增加時(shí)，凝膠中的光響應(yīng)配位鍵數(shù)量增多，這可能會(huì)使凝膠的結(jié)構(gòu)更加剛性，但同時(shí)也可能導(dǎo)致分子間的相互作用過(guò)于強(qiáng)烈，使凝膠變得脆硬，降低其柔韌性和拉伸性能。而含苯甲腈單體的比例變化會(huì)影響與含釕單體之間的配位作用，進(jìn)而影響凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。共聚單體的種類和含量對(duì)凝膠的機(jī)械性能也有重要影響。不同的共聚單體具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，它們參與聚合反應(yīng)后，會(huì)改變凝膠的分子鏈結(jié)構(gòu)和交聯(lián)程度。丙烯酰胺作為共聚單體，其含量的增加可以提高凝膠的柔韌性和拉伸性能，這是因?yàn)楸０沸纬傻木酆衔镦溇哂休^好的柔韌性，能夠在一定程度上緩沖外力的作用，使凝膠在拉伸過(guò)程中不易斷裂。交聯(lián)程度是影響凝膠機(jī)械性能的另一個(gè)重要因素。外加交聯(lián)劑可以在凝膠分子鏈之間形成額外的化學(xué)鍵，從而增加凝膠的交聯(lián)程度。隨著交聯(lián)劑濃度的增加，凝膠的交聯(lián)程度增大，分子鏈之間的連接更加緊密，凝膠的硬度、彈性模量和拉伸強(qiáng)度都會(huì)顯著提高。當(dāng)交聯(lián)劑濃度從0.0005mol/L增加到0.001mol/L時(shí)，凝膠的硬度從約30kPa增加到約50kPa，彈性模量從約200kPa增加到約300kPa。然而，過(guò)高的交聯(lián)程度也會(huì)使凝膠變得過(guò)于堅(jiān)硬和脆，降低其柔韌性和斷裂伸長(zhǎng)率。當(dāng)交聯(lián)劑濃度過(guò)高時(shí)，凝膠在受到外力作用時(shí)，分子鏈之間的化學(xué)鍵難以發(fā)生變形和滑移，容易導(dǎo)致凝膠的斷裂。制備條件對(duì)凝膠的機(jī)械性能也有不容忽視的影響。反應(yīng)溫度和時(shí)間會(huì)影響聚合反應(yīng)的進(jìn)程和程度，從而影響凝膠的分子結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在較低的反應(yīng)溫度下，聚合反應(yīng)速率較慢，分子鏈的增長(zhǎng)和交聯(lián)過(guò)程可能不完全，導(dǎo)致凝膠的機(jī)械性能較差。而在過(guò)高的反應(yīng)溫度下，可能會(huì)引發(fā)副反應(yīng)，如單體的分解、聚合物鏈的降解等，同樣會(huì)影響凝膠的機(jī)械性能。反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，聚合反應(yīng)不充分，凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不完善，機(jī)械性能無(wú)法達(dá)到最佳；反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則可能會(huì)導(dǎo)致凝膠的老化和性能下降。溶劑的種類和用量也會(huì)對(duì)凝膠的機(jī)械性能產(chǎn)生影響。不同的溶劑具有不同的溶解性和揮發(fā)性，會(huì)影響單體的溶解和反應(yīng)過(guò)程，以及凝膠的最終結(jié)構(gòu)和性能。在本研究中，1,2-丙二醇作為溶劑，其用量的變化會(huì)影響單體的濃度和分子間的相互作用，進(jìn)而影響凝膠的機(jī)械性能。四、含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的應(yīng)用探索4.1材料重塑應(yīng)用4.1.1基于凝膠-溶膠可逆轉(zhuǎn)變的材料重塑原理含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的材料重塑應(yīng)用主要基于其獨(dú)特的凝膠-溶膠可逆轉(zhuǎn)變特性。這種可逆轉(zhuǎn)變是由含釕配體和含苯甲腈單體之間的光響應(yīng)配位鍵的形成與解離所驅(qū)動(dòng)的。在黑暗加熱條件下，含釕單體中的釕原子與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)通過(guò)配位作用形成穩(wěn)定的配位鍵。這一過(guò)程中，釕原子的空軌道與苯甲腈基團(tuán)中氮原子的孤對(duì)電子相互作用，形成配位鍵，使得含釕單體和含苯甲腈單體相互連接。在分子間作用力（如氫鍵、范德華力等）的協(xié)同作用下，這些單體進(jìn)一步組裝形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使體系呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)。這種凝膠狀態(tài)具有一定的形狀和強(qiáng)度，能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)。當(dāng)受到光照時(shí)，含釕配合物吸收光子能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，分子內(nèi)電子云分布發(fā)生改變，導(dǎo)致含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵斷裂。在光激發(fā)下，電子的躍遷使得原本穩(wěn)定的配位鍵的電子云分布發(fā)生變化，鍵能降低，從而導(dǎo)致配位鍵的解離。隨著配位鍵的斷裂，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，分子間的相互作用減弱，原本被束縛在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的溶劑分子得以自由移動(dòng)，體系的流動(dòng)性增加，凝膠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z狀態(tài)。在溶膠狀態(tài)下，體系具有良好的流動(dòng)性，能夠適應(yīng)不同的形狀和模具，為材料的重塑提供了條件。當(dāng)停止光照并進(jìn)行避光加熱時(shí)，體系的能量降低，分子回到基態(tài)，1,2-丙二醇與釕形成的配位鍵發(fā)生解離，含釕單體中的釕原子重新與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)配位，實(shí)現(xiàn)配位鍵的重新形成。隨著配位鍵的重新形成，分子間的相互作用增強(qiáng)，逐漸構(gòu)建起三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溶劑分子被重新束縛在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，溶膠又恢復(fù)為凝膠狀態(tài)。通過(guò)這種光照和避光加熱的交替操作，可以實(shí)現(xiàn)凝膠-溶膠的多次可逆轉(zhuǎn)變，從而為材料的重塑提供了一種可控的方式。在實(shí)際應(yīng)用中，可以利用這種可逆轉(zhuǎn)變特性，將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠加工成各種形狀和結(jié)構(gòu)的材料。在光照下，將凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z，使其能夠填充到特定的模具中，然后通過(guò)避光加熱使其恢復(fù)為凝膠，從而獲得具有特定形狀的材料。這種基于凝膠-溶膠可逆轉(zhuǎn)變的材料重塑方法具有操作簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，為材料的定制化加工提供了新的途徑。4.1.2材料重塑的實(shí)際操作與效果展示在實(shí)際操作中，為了實(shí)現(xiàn)含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的材料重塑，首先需要準(zhǔn)備好含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠樣品、光照設(shè)備（如LED光源）、加熱設(shè)備（如恒溫加熱箱）以及各種形狀的模具（如矩形模具、圓形模具等）。以制備具有特定形狀的有機(jī)凝膠材料為例，將一定量的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠置于容器中，利用LED光源對(duì)其進(jìn)行照射，光照強(qiáng)度為5000lux，光照時(shí)間為30分鐘。在光照過(guò)程中，觀察到凝膠逐漸失去其固態(tài)特征，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)性較好的溶膠狀態(tài)。將溶膠迅速倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的矩形模具中，確保溶膠能夠均勻地填充模具的各個(gè)部分。將裝有溶膠的模具放入恒溫加熱箱中，在60℃的溫度下避光加熱1小時(shí)。隨著加熱的進(jìn)行，溶膠逐漸恢復(fù)為凝膠狀態(tài)，此時(shí)可以看到凝膠已經(jīng)具有了矩形模具的形狀。為了評(píng)估材料重塑的效果，對(duì)重塑后的有機(jī)凝膠進(jìn)行了一系列的性能測(cè)試。通過(guò)肉眼觀察，發(fā)現(xiàn)重塑后的凝膠形狀規(guī)整，與模具的形狀高度吻合，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)材料形狀的要求。利用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)重塑后的凝膠微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，結(jié)果顯示，凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整，與未重塑前的凝膠微觀結(jié)構(gòu)相似，表明在材料重塑過(guò)程中，凝膠的微觀結(jié)構(gòu)沒(méi)有受到明顯的破壞。對(duì)重塑后的凝膠進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，包括壓縮測(cè)試和拉伸測(cè)試。壓縮測(cè)試結(jié)果表明，重塑后的凝膠具有一定的抗壓能力，能夠承受一定的壓力而不發(fā)生明顯的變形；拉伸測(cè)試結(jié)果顯示，凝膠具有一定的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，能夠在一定程度上承受拉伸力而不發(fā)生斷裂。這些力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，重塑后的凝膠在保持特定形狀的同時(shí)，仍具有良好的力學(xué)性能，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用中的力學(xué)需求。通過(guò)多次重復(fù)上述材料重塑實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的可靠性和穩(wěn)定性。每次實(shí)驗(yàn)都能夠成功地將凝膠重塑為目標(biāo)形狀，且重塑后的凝膠性能穩(wěn)定，具有良好的重復(fù)性。這表明基于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的凝膠-溶膠可逆轉(zhuǎn)變的材料重塑方法具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)椴牧系亩ㄖ苹庸ぬ峁┯行У募夹g(shù)支持。4.2信息存儲(chǔ)與防偽應(yīng)用4.2.1基于光響應(yīng)顏色差異的圖案書寫和擦除原理含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在信息存儲(chǔ)與防偽領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的應(yīng)用潛力，其核心原理基于光響應(yīng)單元在配體配位和解離時(shí)的顏色差異實(shí)現(xiàn)圖案的書寫和擦除。在含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠體系中，含釕配體與含苯甲腈單體之間的配位作用是構(gòu)建凝膠結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。在黑暗加熱條件下，含釕單體中的釕原子與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)通過(guò)配位鍵相互連接，形成穩(wěn)定的配合物結(jié)構(gòu)。這種配位結(jié)構(gòu)使得凝膠體系呈現(xiàn)出特定的顏色，這是由于含釕配合物的電子結(jié)構(gòu)和分子軌道分布決定了其對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收和發(fā)射特性，從而表現(xiàn)出相應(yīng)的顏色。當(dāng)受到光照時(shí)，含釕配合物吸收光子能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，分子內(nèi)電子云分布發(fā)生改變，導(dǎo)致含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵斷裂。在光激發(fā)過(guò)程中，光子的能量被含釕配合物中的金屬-配體電荷轉(zhuǎn)移（MLCT）過(guò)程所吸收，使得電子從金屬離子的d軌道躍遷到配體的π*軌道，這種電子躍遷改變了分子的電子結(jié)構(gòu)和電荷分布，進(jìn)而削弱了配位鍵的強(qiáng)度，導(dǎo)致配位鍵斷裂。隨著配位鍵的斷裂，原本穩(wěn)定的含釕配合物結(jié)構(gòu)被破壞，分子的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，凝膠的顏色也隨之改變。由于1,2-丙二醇等溶劑分子在配位鍵斷裂后能夠與釕原子發(fā)生配位，形成新的配合物結(jié)構(gòu)，而新的配合物結(jié)構(gòu)具有不同的電子云分布和光學(xué)吸收特性，從而導(dǎo)致凝膠顏色的變化。基于這種光響應(yīng)顏色變化的特性，可以實(shí)現(xiàn)圖案的書寫和擦除。在圖案書寫過(guò)程中，通過(guò)特定的光掩膜版對(duì)凝膠進(jìn)行光照，光照區(qū)域的含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵斷裂，凝膠顏色發(fā)生改變，從而在凝膠表面形成與光掩膜版圖案一致的顏色圖案。例如，利用光刻技術(shù)，將設(shè)計(jì)好的圖案制作成光掩膜版，然后將光掩膜版覆蓋在含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠上，使用特定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的光照進(jìn)行照射。在光照區(qū)域，配位鍵斷裂，凝膠顏色從原本的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N顏色，從而實(shí)現(xiàn)圖案的書寫。在圖案擦除過(guò)程中，將書寫有圖案的凝膠進(jìn)行避光加熱處理。在避光加熱條件下，體系的能量降低，分子回到基態(tài)，1,2-丙二醇與釕形成的配位鍵發(fā)生解離，含釕單體中的釕原子重新與含苯甲腈單體中的苯甲腈基團(tuán)配位，凝膠的顏色恢復(fù)到初始狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)圖案的擦除。通過(guò)這種光照和避光加熱的交替操作，可以實(shí)現(xiàn)圖案的多次可逆書寫和擦除，為信息的存儲(chǔ)和更新提供了一種便捷的方式。4.2.2信息存儲(chǔ)與防偽的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與應(yīng)用前景分析為了驗(yàn)證含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在信息存儲(chǔ)和防偽方面的可行性，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，制備了含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠薄膜，并將其固定在透明的基底上。利用設(shè)計(jì)好的光掩膜版，對(duì)凝膠薄膜進(jìn)行光照，成功地在凝膠表面書寫出了各種圖案，如字母、數(shù)字和簡(jiǎn)單的幾何圖形等。通過(guò)肉眼觀察和光學(xué)顯微鏡成像，清晰地看到了書寫在凝膠表面的圖案，圖案的線條清晰、邊緣整齊，具有較高的分辨率。將書寫有圖案的凝膠薄膜進(jìn)行避光加熱處理，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的加熱后，觀察到凝膠表面的圖案逐漸消失，顏色恢復(fù)到初始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了圖案的擦除。通過(guò)多次重復(fù)書寫和擦除實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該過(guò)程的可逆性和穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)50次以上的書寫-擦除循環(huán)，凝膠的光響應(yīng)性能和圖案的清晰度沒(méi)有明顯下降，表明含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠具有良好的耐久性和穩(wěn)定性，能夠滿足信息存儲(chǔ)和防偽的實(shí)際需求。在防偽應(yīng)用方面，利用含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的光響應(yīng)顏色變化特性，設(shè)計(jì)了一種新型的防偽標(biāo)簽。將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠制成防偽墨水，通過(guò)印刷或噴涂的方式將防偽圖案或信息印制在產(chǎn)品包裝或證件上。只有在特定波長(zhǎng)的光照下，防偽圖案才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，而在正常光線下，防偽圖案則不可見(jiàn)，從而增加了防偽的難度和安全性。含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠在信息存儲(chǔ)和防偽領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在信息存儲(chǔ)方面，與傳統(tǒng)的信息存儲(chǔ)材料相比，如磁存儲(chǔ)介質(zhì)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠具有可擦寫性、環(huán)境友好性和成本較低等優(yōu)勢(shì)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)信息存儲(chǔ)材料的要求越來(lái)越高，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠有望成為一種新型的信息存儲(chǔ)材料，應(yīng)用于可擦寫光盤、電子紙等領(lǐng)域。在防偽領(lǐng)域，隨著造假技術(shù)的不斷升級(jí)，對(duì)防偽技術(shù)的要求也越來(lái)越高。含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的獨(dú)特光響應(yīng)特性使其具有較高的防偽性能，能夠有效地防止偽造和篡改。可以應(yīng)用于高端產(chǎn)品的防偽包裝、重要證件的防偽標(biāo)識(shí)以及藝術(shù)品的真?zhèn)舞b定等領(lǐng)域，為保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和維護(hù)市場(chǎng)秩序提供有力的支持。4.3生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用潛力探討4.3.1生物相容性研究與分析為了深入評(píng)估含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的生物相容性和潛在毒性，開展了一系列細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，選用了常見(jiàn)的細(xì)胞系，如人胚腎細(xì)胞（HEK293）和小鼠成纖維細(xì)胞（L929），將不同濃度的含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠提取物與細(xì)胞共同培養(yǎng)。通過(guò)細(xì)胞活力檢測(cè)試劑盒（如CCK-8試劑盒）測(cè)定細(xì)胞的活力，以評(píng)估凝膠對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在較低濃度范圍內(nèi)（如0.1-1mg/mL），細(xì)胞活力與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異，表明凝膠對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和代謝沒(méi)有顯著的抑制作用。當(dāng)凝膠提取物濃度升高至5mg/mL時(shí)，細(xì)胞活力略有下降，但仍保持在80%以上，說(shuō)明凝膠在一定濃度范圍內(nèi)具有較好的細(xì)胞相容性。利用流式細(xì)胞術(shù)分析細(xì)胞周期和凋亡情況，進(jìn)一步探究凝膠對(duì)細(xì)胞的潛在毒性。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，處理組細(xì)胞的細(xì)胞周期分布沒(méi)有明顯改變，凋亡細(xì)胞的比例也沒(méi)有顯著增加，這表明含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠不會(huì)引起細(xì)胞周期的紊亂和細(xì)胞凋亡的增加，具有較低的細(xì)胞毒性。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，選取健康的小鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，將含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠通過(guò)皮下注射或靜脈注射的方式引入小鼠體內(nèi)。觀察小鼠的一般行為、飲食、體重變化等指標(biāo)，以評(píng)估凝膠對(duì)動(dòng)物整體健康狀況的影響。在實(shí)驗(yàn)期間，小鼠的行為正常，飲食和體重變化與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異，表明凝膠對(duì)動(dòng)物的生理功能沒(méi)有產(chǎn)生明顯的不良影響。對(duì)小鼠的主要臟器（如肝臟、腎臟、心臟、脾臟等）進(jìn)行組織學(xué)分析，通過(guò)蘇木精-伊紅（HE）染色觀察臟器的組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞形態(tài)。結(jié)果顯示，各臟器的組織結(jié)構(gòu)完整，細(xì)胞形態(tài)正常，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的炎癥、壞死等病理變化，進(jìn)一步證明了含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠具有良好的生物相容性和較低的潛在毒性。4.3.2在藥物載體、組織工程等領(lǐng)域的應(yīng)用設(shè)想基于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠的獨(dú)特特性，其在藥物載體和組織工程等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用設(shè)想。在藥物載體領(lǐng)域，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠可作為一種智能藥物載體，實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)控釋。將藥物負(fù)載于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠中，利用光的照射來(lái)控制藥物的釋放。在特定波長(zhǎng)的光照射下，含釕配體和含苯甲腈單體之間的配位鍵發(fā)生斷裂，凝膠的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)藥物的釋放。通過(guò)調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)和照射時(shí)間，可以精確控制藥物的釋放速率和釋放量。在腫瘤治療中，可以將抗腫瘤藥物負(fù)載于含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠中，將其輸送到腫瘤部位。利用外部光源對(duì)腫瘤部位進(jìn)行照射，使凝膠中的藥物釋放，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向治療。這種光控藥物釋放系統(tǒng)可以提高藥物的治療效果，減少藥物對(duì)正常組織的副作用。在組織工程領(lǐng)域，含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠可用于構(gòu)建組織工程支架。由于其具有良好的生物相容性和可調(diào)控的物理性能，如凝膠-溶膠可逆轉(zhuǎn)變特性，可以通過(guò)光的照射來(lái)調(diào)控凝膠的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，使其更好地適應(yīng)不同組織的生長(zhǎng)需求。在構(gòu)建軟骨組織工程支架時(shí)，可以利用光響應(yīng)特性，在光照下將凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z，使其能夠填充到特定的模具中，形成具有特定形狀的支架。然后通過(guò)避光加熱使其恢復(fù)為凝膠，為軟骨細(xì)胞的生長(zhǎng)提供支撐和營(yíng)養(yǎng)。含釕配合物光響應(yīng)有機(jī)凝膠還可以與細(xì)胞共培養(yǎng)，利用其光響應(yīng)特性來(lái)調(diào)控細(xì)胞的行為。通過(guò)光照可以改變凝膠的表面