Sci Adv: TEMPO掺杂PDA聚合物用于光热材料

纳米技术

2020-09-09

聚多巴胺（PDA）目前正在多种功能性材料中展现出越来越重要的应用，其光吸收性能在多种性质中具有重要意义。但是，对PDA材料的吸收性能调控和设计仍然具有较大难度，因为PDA中的复杂结构导致。有鉴于此，四川大学李乙文等报道了简单方法通过在微结构中构建吲哚二羟基/吲哚醌、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基之间的供体-给体对化学成键连接。随后作者对其进行详尽的结构、光谱学分析，同样用DFT计算对其分子结构进行模拟，进一步验证了其中的给体-供体结构特征。并且发现能量的能垒降低，电子离域作用增强，因此材料的吸光性能提高，基于以上设计得到的PDA纳米粒子在太阳能海水淡化中展现出较好的应用。

本文要点：

（1）

材料制备。在室温中的溶液中进行TEMPO、多巴胺一锅聚合反应，通过调节其中的TEMPO量，得到三种不同TEMPO含量的聚多巴胺。具体的，通过盐酸多巴胺的去离子水溶液中快速加入不同量的TEMPO，随后在室温中搅拌8~16 h，离心清洗得到产物。

（2）

光吸收性能和光热性能表征。其中PDA-3材料在10 min通过635 nm、808 nm光照射作用中，分别能够实现35.3 ℃、47.8 ℃温度提高。并在2 W cm^-2的808 nm光强度中进行四次光热循环测试，显示了较好的循环性能。

（3）

光加热蒸气测试。将合成的掺杂PDA负载在纤维素膜上，得到双层结构膜用于亲水性吸光材料，并将其与聚苯乙烯泡沫进行组装作为隔绝直接接触水，加入棉签作为毛细效应传输水作用。

参考文献

Yuan Zou, Xiaofeng Chen, Peng Yang, Guijie Liang, Ye Yang, Zhipeng Gu, Yiwen Li*

Regulating the absorption spectrum of polydopamine, Science Advances 2020

DOI: 10.1126/sciadv.abb4696

https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eabb4696