DOI:10.1021/acs.macromol.9b02118
手性纤维在自然界中广泛存在,然而,在制备人工合成的连续手性纤维方面,仅取得了有限的成功。这给从宏观手性和实际应用的角度深入研究手性材料带来了巨大的科学挑战。本文报道了以螺旋取代聚乙炔为模型,通过静电纺丝法制备手性螺旋聚合物光学活性纳米纤维的第一个方案。扫描电子显微镜(SEM)显示,电纺纳米纤维具有规则的形貌、均匀的尺寸和所需的连续性。圆二色性(CD)光谱表明,纳米纤维具有显著的光学活性,这种活性主要来源于单手螺旋聚合物链。为了进一步改善纳米纤维的性能,采用了基底材料制备复合纳米纤维,该复合纤维也显示出预期的光学活性。本工作为制备手性聚合物纳米纤维开创了一个前所未有的、用途广泛且功能强大的平台,在手性传感器、手性膜等方面具有潜在的应用前景。
图1.静电纺丝制备的R-PFA微米和纳米材料的SEM图像(纺丝溶液的浓度为450 mg/mL(A)、800 mg/mL(B)和1 g/mL(C));(D)展示了EF-R-PFA(C)的典型数码照片。
图2.衍生自R-PFA的电纺纳米纤维的SEM图像,使用DMF(A)、DMSO(B)和DOA(C)作为溶剂制备浓度为1 g/mL的纺丝溶液。
图3.EF-PAN(A)、EF-TPU(B)、EF-PAN+R-PFA10(C)和EF-TPU+R-PFA10(D)的SEM图像。
图4.手性聚合物R-或S-PFA在室温下以不同形式和不同测试方法记录的CD(A1,B1,C1)和紫外可见吸收(A2,B2,C2)光谱:使用溶液(A1 ,A2)和KBr压片样品(聚合物粉末:B1,B2;电纺纳米纤维:C1,C2)。
图5.在由PAN和PAN+R(S)-PFA10构造的静电纺纳米纤维中记录的CD(A)和紫外可见吸收(B)光谱(使用甲苯渗透的纤维样品进行光谱测量)。CD光谱是在室温下记录的。