DOI: 10.1039/d2tc04546j

光响应聚合物纳米颗粒因其对极性、离子和pH值的敏感性而在化学传感器领域备受关注。将恶唑烷掺入聚合物纳米颗粒中，可产生具有快速响应性和极性及pH值高灵敏度的荧光化学传感器。光响应聚合物纳米纤维在油水分离智能膜设计中的独特应用使其变得非常有趣。这些纳米纤维的表面润湿性可以通过可见光或UV照射进行可逆调节。分别采用纳米沉淀法和静电纺丝法制备了含恶唑烷的智能聚合物纳米颗粒和纳米纤维。通过1H NMR评估了由反向ATRP制备的聚合物的分子量和化学结构。根据动态光散射数据判断，光响应纳米颗粒的尺寸在60-80nm范围内，且分布较窄。此外，聚合物纳米颗粒和纳米纤维分别呈现出球形和均匀的形态。通过显色和荧光发射机制对不同pH值下的纳米颗粒进行了光学表征，结果表明，其有望用于pH化学传感器领域。对纳米纤维光学性能的评估显示其具有显著的疏水性/亲水性光开关（在UV/光照射循环期间，表面水接触角从135°变化到58°），可用于制备油/水分离纳米纤维膜。

图1.恶唑烷的合成示意图

图2.通过RATRP（反向原子转移自由基聚合）合成聚甲基丙烯酸甲酯

图3.通过纳米沉淀法制备荧光聚合物纳米颗粒，通过静电纺丝法制备纳米纤维

图4.（A）PM、（B）PMH和（C）PMD纳米颗粒的DLS和zeta电位结果

图5.（A）PM、（B）PMH和（C）PMD纳米颗粒以及由PMD制备的纳米纤维（D-F）的FE-SEM图像，（D’-F’）分别为D、E和F所示的纳米纤维的尺寸分布直方图

图6.（A）PM、（B）PMH和（C）PMD纳米颗粒的TEM结果

图7.（A-D）在紫外光照射下，由PMD/甲苯溶液制备的光响应性纳米纤维的荧光显微镜观察结果

图8.含恶唑烷的（A）PM、（B）PMH和（C）PMD纳米颗粒的紫外-可见结果

图9.含恶唑烷的（A）PM、（B）PMH和（C）PMD纳米颗粒的荧光发射结果

图10.（A）PM、（B）PMH和（C）PMD样品在可见光和紫外光照射下的显色和荧光发射情况

图11.在可见光和紫外光照射下纳米纤维表面的水接触角变化

图12.具有油/水分离膜适用性的聚合物纳米纤维：（A,B’）水滴和（A’,B）油滴