خودگردایش پلیمرهای آزوی دومحیط‌دوست در محلول‌ها

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 هیات علمی/دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 -

چکیده

پلیمرهای دومحیط‌دوست، از واحدهای ساختاری آب‌دوست و آب‌گریز تشکیل می‌شوند. گروه‌های آب‌دوست را می‌توان با رنگ‌سازهای آزو یا به‌طور معمول‌تر با اتصال به‌سایر بخش‌های پلیمر وارد کرد. پلیمرهای آزوی دو‌محیط‌دوست شامل هوموپلیمرها، کوپلیمرهای تصادفی، کوپلیمرهای دسته‌ای و پیوندی و پلیمرهای شبه‌ستاره‌ای، دنباله‌دار و درختی هستند. این پلیمرها به عنوان همتایان سنتزی ترکیبات دومحیط‌دوست موجود در طبیعت مانند چربی‌ها و پروتئین‌ها حائز اهمیت‌اند. پلیمرهای دومحیط‌دوست، به‌ویژه کوپلیمرهای دسته‌ای، می‌توانند انواع مختلفی از انبوهه‌های منظم از قبیل میسل‌ها و وزیکول‌ها را تشکیل دهند. در مقایسه با میسل‌ها (از سطح‌فعال‌های سنتی)، به‌تازگی انبوهه‌های پلیمری به‌دلیل داشتن مزایایی نظیر پایداری، چقرمگی و میسلی‌شدن، بسته به حلال انتخابی شناخته شده‌اند. در بسیاری از موارد، شکل‌شناسی انبوهه‌های پلیمری و کاربرد آن در ارتباط نزدیک با هم هستند. بنابراین، کنترل شکل‌شناسی انبوهه‌های کوپلیمرهای دسته‌ای از ارزش کاربردی بسیاری برخوردار است. مواد پلیمری خودگردایشی با ساختارهای معین از قبیل نانوگوی‌ها، نانومیله‌ها، وزیکول‌ها، نانولایه‌ها و سایر نانوساختارها به‌دلیل کاربردهای بالقوه در مهندسی زیست‌پزشکی، الکترونیک و اپتیک مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند. ساختارهای خودگردایشی پلیمرهای آزو، زمانی که تحت نور یا سایر محرک‌های خارجی قرار می‌گیرند، می‌توانند متحمل تغییرات ساختاری در حالت محلول یا جامد شوند. درک فرایند خودگردایش می‌تواند به گسترش مواد نورپاسخگو با عملکردهای جدید برای کاربردهای آینده منجر شود. در این مقاله، خودگردایش پلیمرهای آزوی دومحیط‌دوست در محلول مرور می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Self-assembly of Amphiphilic Azo Polymers in Solutions

چکیده [English]

Amphiphilic polymers are polymers composed of hydrophilic and the hydrophobic structural units. The hydrophilic groups can be carried by azo chromophores or more commonly attached on the other parts of the polymers. Amphiphilic azo polymers include homopolymers, random copolymers, block and grafted copolymers, star-like polymers, tadpole-shaped polymers and dendritic polymers. Amphiphilic polymers can be considered as synthetic counterparts of ubiquitous amphiphilic compounds in nature such as lipids and proteins. Amphiphilic polymers, especially block copolymers, can form a variety of order aggregates, such as micelles and vesicles. When compared to micelles from traditional surfactants, polymeric self-assemblies have recently been recognized for advantages such as superior stability, toughness and micellization depending on selective solvents. In many instances, the morphology of the polymeric self-assembly and its application are closely related. Thus, controlling the morphology of the assembled structures from block copolymers is of great practical value. Self-assembled polymeric materials with well-defined structures such as spheres, rods, vesicles, lamellas and other nanostructures have attracted increasing interests recently due to their potential applications in biomedical engineering, electronics and optics. The self-assembled structures of azo polymers can undergo structural changes both in solution and in the solid state when triggered by light or other external stimuli. Understanding the self-assembling processes can lead to the development of photo responsive materials with new functions for future applications. In this review the self-assembly of amphiphilic azo polymers in solutions are reported.

کلیدواژه‌ها [English]

  • amphiphilic polymer
  • azo polymer
  • self-assembly
  • azobenzene
  • nanostructure
1.
Zhang W., Xie J., Yang Z., and Shi W., Aggregation Behaviors and Photoresponsive Properties of Azobenzene Constructed Phosphate Dendrimers, Polymer, 48, 4466-4481, 2007.
2.
Su W., Han K., Luo Y., Wang Z., Li Y., and Zhang Q., Formation
and Photoresponsive Properties of Giant Microvesicles Assembled from Azobenzene-Containing Amphiphilic Diblock
Copolymers, Macromol. Chem. Phys., 208, 955-963, 2007.
3.
Blasco E., Schmidt B.V.K.J., Barner-Kowollik C., Pinol M., and Oriola L., Dual Thermo- and Photo-Responsive Micelles Based on Miktoarm Star Polymers, Polym. Chem., 4, 4506-4514, 2013.
4.
Wang G., Tong X., and Zhao Y., Preparation of Azobenzene-

Containing Amphiphilic Diblock Copolymers for Light-Responsive
Micellar Aggregates, Macromolecules, 37, 8911–8917, 2004.
5.
Lin S., Wang Y., Cai C., Xing Y., Lin J., Chen T., and He X., Tuning Self-Assembly and Photo-Responsive Behavior of Azobenzene-Containing Triblock Copolymers by Combining Homopolymers, Nanotechnology, 24, 85602-85611, 2013.
6.
Wei R.B., Wang X.G., and He Y.N., Synthesis, Self-Assembly and Photo-Responsive Behavior of AB2 Shaped Amphiphilic Azo Block Copolymer, Chin. Chem. Lett., 26, 857–861, 2015.
7.
Ravi P., Sin S.L., Gan L.H., Gan Y.Y., Tam K.C., Xia X.L., and Hu X., New Water Soluble Azobenzene-Containing Diblock Copolymers: Synthesis and Aggregation Behavior, Polymer,

46, 137–146, 2005.
8.
Wang D., Ye G., and Wang X., Synthesis of Aminoazobenzene Containing Diblock Copolymer and Photoinduced Deformation
Behavior of Its Micelle-Like Aggregates, Macromol. Rapid Commun., 28, 2237–2243, 2007.
9.
Wang D., Ren H., Wang X., and Wang X., Amphiphilic Diblock
Copolymers Functionalized with Strong Push–Pull Azo Chromophores: Synthesis and Multi-Morphological Aggregation,
Macromolecules, 41, 9382–9388, 2008.
10.
Blasco E., Schmidt B.V.K.J., Barner-Kowollik C., Pinol M., and Oriol L., A Novel Photoresponsive Azobenzene-Containing
Miktoarm Star Polymer: Self-Assembly and Photoresponse
Properties, Macromolecules, 47, 3693−3700, 2014.
11.
Wang X., Yang Y., Gao P., Yang F., Shen H., Guo H., and Wu D., Synthesis, Self-Assembly, and Photoresponsive Behavior of Tadpole-Shaped Azobenzene Polymers, ACS Macro Lett., 4, 1321−1326, 2015.
12.
Kumari M., Billamboz M., Leonard E., Len C., Böttcher C., Prasad A.K., Haagd R., and Sharma S.K., Self-assembly, Photoresponsive
Behavior and Transport Potential of Azobenzene Grafted Dendronized Polymeric Amphiphiles, RSC Adv., 5, 48301-48310, 2015.
13.
Tsuda K., Dol G.C., Gensch T., Hofkens J., Latterini L., Weener
J.W., Meijer E.W., and De Schryver F.C., Fluorescence from Azobenzene Functionalized Poly()propylene Imine) Dendrimers
in Self-Assembled Supramolecular Structures, J. Am. Chem. Soc., 122, 3445–3452, 2000.
14.
Qi B. and Zhao Y., Fluorescence from an Azobenzene-Containing
Diblock Copolymer Micelle in Solution, Langmuir, 23, 5746–5751, 2007.
15.
Song X., Perlstein J., and Whitten D.G., Supramolecular Aggregates
of Azobenzene Phospholipids and Related Compounds
in Bilayer Assemblies and Other Microheterogeneous Media: Structure, Properties, and Photoreactivity, J. Am. Chem. Soc., 119, 9144–9159, 1997.
16.
Del Barrio J., Oriol L., Sánchez C., Serrano J.L., Cicco A.D., Keller P., and Li M.H., Self-assembly of Linear-Dendritic Diblock
Copolymers: From Nanofibers to Polymersomes, J. Am. Chem. Soc., 132, 3762–3769, 2010.
17.
Zhou Y., Liu B., and Wang X., Self-assembly of Homopolymers
Through Strong Dipole-Dipole Interaction in Their Aqueous Solutions, Polymer, 97, 1-10, 2016.
18.
Li Y., He Y., Tong X., and Wang X., Photoinduced Deformation
of Amphiphilic Azo Polymer Colloidal Spheres, J. Am. Chem. Soc., 127, 2402-2403, 2005.
19.
Liu J., He Y., and Wang X., Size-Dependent Light-Driven Effect
Observed for Azo Polymer Colloidal Spheres with Different
Average Diameters, Langmuir, 25, 5974–5979, 2009.
20.
Li Y., Deng Y., He Y., Tong X., and Wang X., Amphiphilic Azo Polymer Spheres, Colloidal Monolayers, and Photoinduced Chromophore Orientation, Langmuir, 21, 6567-6571, 2005.
21.
Li Y., He Y., Tong X., and Wang X., Stretching Effect of Linearly
Polarized Ar+ Laser Single-Beam on Azo Polymer Colloidal
Spheres, Langmuir, 22, 2288-2291, 2006.
22.
Li Y., Deng Y., Tong X., and Wang X., Formation of Photoresponsive
Uniform Colloidal Spheres from an Amphiphilic Azobenzene-
Containing Random Copolymer, Macromolecules, 39, 1108–1115, 2006.
23.
Zhou Y. and Wang X.G., Photodeformable Microspheres from Amphiphilic Azo Polyurethane, Macromol. Chem. Phys., 216, 2040−2047, 2015.
24.
Deng Y., Li Y., and Wang X., Colloidal Sphere Formation, H-aggregation, and Photoresponsive Properties of an Amphiphilic
Random Copolymer Bearing Branched Azo Side Chains, Macromolecules, 39, 6590–6598, 2006.
25.
Li N., Ye G., He Y., and Wang X., Hollow Microspheres of Amphiphilic Azo Homoplymers: Self-Assembly and Photoinduced
Deformation Behavior, Chem. Commun., 47, 4757–4759, 2011.
26.
Li N., Li Y., and Wang X., Fractal Structures from Amphiphilic
Random Azo Copolymer, Macromolecules, 44, 8598–8606, 2011.
27.
Jin C., Zhang T., Liu F., Wang L., Yin Q., and Xiao D., Fabrication
of Size Controllable Polymeric Hollow Nanospheres Containing Azo Functional Groups Via Ionic Self-Assembly, RSC Adv., 4, 8216 –8223, 2014.
28.
Zhang T., Jin C., Wang L., and Yin Q., One-step Synthesis of Hollow Polymeric Nanospheres: Self-Assembly of Amphiphilic
Azo Polymers Via Hydrogen Bond Formation, RSC Adv., 4, 36882–36889, 2014.