光敏形状记忆聚合物(3)

这种位于水面上的单分子膜经紫外光(365nm)照射和可见光(436nm)照射，会表现出面积的膨胀和收缩，最大膨胀幅度可达3倍，是目前为止已报道的此类聚合物面积改变的最大幅度。其中响应时间与初始面积有关，随着初始面积的扩大，响应时间也相应变长。变形的机理被认为是：紫外光照射引起的光异构化反应使偶氮苯基团的偶极矩由0.5D变为3.1D，聚合物的极性增加，使水表面和聚合物产生吸引力，从而引起面积膨胀。再经可见光照射时，发生可逆的过程，引起面积收缩。这种行为可示意为图2

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图2 位于水表面的6Az10-PVA单分子膜的光致变形示意图[6]

Fig.2 Schematic representation of photoinduced deformation of 6Az10-PVA monolayer on a water surface[6]

在PVA侧链引入极性基团会影响光异构化反应，比如侧链带有极性基团的6Az10-PAA(6Az10-PVA侧链上的烃基被-CH2NH3+Cl-取代)与6Az10-PVA相比，表现为面积改变幅度发生变化，响应时间缩短。

Seki等还发现，置于云母表面的6Az10-PVA单分子膜也可表现出光致面积可逆变化。云母表面的湿度对该种变化有重大影响，只有当湿度达到一定值时，才可表现出光致面积变化。若使用表面干燥的云母，光的照射不会带来面积的明显变化。当石英表面相对湿度为30%～40%时，用紫外光(λ=365nm，4.5mW/cm2)照射试样7h后，该单分子膜表现出明显的膨胀，其网络结构的宽度由大约100nm变为200nm以上，照射后的试样再置于高湿度的黑暗环境中，经4d又可恢复到其初始状态。

侧链长度不同，光照引起的形状(面积)变化速率和变化幅度不同。用紫外光照射6Az-PVA时，在试样的相对面积(A/A0)和照射时间关系图中，侧链亚甲基数目n=5和10的试样对应的面