刺激响应型高分子材料 综述

刺激-响应型高分子材料的应用

摘要：响应型高分子材料通过调节离子、分子的运输，改变润湿性，附着一些不同的材料，或是将化学和生物的新号转化成光、电、热和力学信号（反之亦然），可以适应周围的环境。这些材料在载药、诊断、生物组织工程和智能光学系统，以及生物传感，微电子系统，染料和纺织等众多领域中正越来越多的发挥着重要作用。我们综述了自组装形成的纳米结构的刺激-响应型高分子材料应用中的最新进展和挑战。我们也提出了新兴发展的关键性轮廓。

为维持生命和保持生物功能，自然需要选择性地制备能够提供特殊化学功能和结构的分子组装和界面，它们能够改变环境。合成的高分子材料（图1）具有非常相似属性，准备用于各种应用，例如功能上类似于自然界面的响应性的生物界面，药物缓释，能够对环境有响应或相互作用的涂料，和肌肉活动相似的复合材料，应用于很小浓度分析的传感器的薄膜和粒子。

本文主要关注刺激-响应型的分子纳米结构，他们有能力发生结构和化学变化，以应对接收的外部信号。这些变化伴随着聚合物许多物理性质的变化。信号来自于材料环境的变化，例如温度、化学组成或作用力的变化，它也可以通过光照或受到电场、磁场的作用而触发。这里，我们只分析薄膜和纳米粒子中刺激-响应型纳米结构高分子材料和体系应用的最近进展（即过去的5年里），这些体系可以用图1总结。我们讨论了二维（膜）和三维结构（粒子和组装体）的刺激-响应型。然后，我们看了看每种类型的刺激中这些基本的方法是如何应用的。最后，指出了这些复杂体系理论和模型以及未来发展中的挑战。