光触发自愈与形状记忆聚合物

1、光触发自愈和形状记忆聚合物在这篇综述中，我们强调了最近取得的进展，在光控制的自我修复和形状记忆聚合物。我们分析了材料设计、机制和化学参与不同的方法，这两种新兴的光敏材料。我们表明这2个看似不同的官能团的功能材料是由一些共同的方法使其光学控制，尤其是基于光热效应的方法和光控基团结合在聚合物结构的光化学反应。可能的未来的发展和使用光作为一个独特的触发聚合物自愈和观点形状记忆还讨论。1.介绍自愈合聚合物（站）和形状记忆聚合物（SMPS）是典型的“智能型”材料。前者可以自己修复裂缝或裂缝，而后者可以从一个临时的永久形状恢复。对于站，除了少数系统的自愈过程真正的自治，即以环境条件下的地方没有任何帮助，多

2、数聚合物需要外部的刺激触发自我修复。14开关电源，在任何情况下，刺激已被应用到激活形状恢复过程。这是57像在许多类型的刺激响应性材料的情况下和刺激功能的特性和功能，光了越来越多地利用触发两站和开关电源上考虑到其独特的功能相比其他刺激。812使用光触发摩尔最重要的优势血管过程内部资料，（1）远程激活容易做到因为光可以长途旅行；（2）空间当光束控制的激活是可能的（通常是激光）将选定的区域；和（3）光触发过程可以暂停和恢复的'on-demand”转向关闭或打开激发光。本文的主要目的不是只给一个在光触发站最近取得的进展的帐户开关电源。通过讨论和分析材料的设计，机制和化学所涉及的不同方法，这两个

3、看似不同类型的光响应材料，我们强调的联系和相似之处，我们强调的联系和相似之处在他们之间用常见方法使其功能的光学控制。我们也提出我们的对不同范围的特性的意见方法迄今为止已知的和未来可能的发展光触发站和开关电源。我们希望这一审查可能会提供一些有用的线索，激发新的研究在这些领域的努力并产生进一步的兴趣。它是需要强调的是，本文只涉及站和开关电源由光控制。2。光引发聚合物自愈2.1一般考虑一般来说，在一个聚合材料或损坏它的表面，如形成和扩展的裂纹或骨折，涉及化学键的断裂或聚合物链。一个有效的自我修复，因此需要伤害新化学键形成，共价键或非共价键之间的裂缝表面。描绘在图1，利用光触发自愈过程意味着某种对新化

4、学键形成或聚合物光致在裂纹表面合并链。为了光线到达损伤，裂纹应在表面。如果它坐落在材料的内部深处，后者必须是在用波长的光透明。报告近年来有三种基本方法的基础在不同的化学物质，将审查以下。第一方法包括使用光交联反应光敏基团在裂纹表面的两侧；第二方法利用光致分解或'reshuffling”导致聚合物链位于联动反应的裂纹两侧；和第三个使用光热效应使非共价化学键的两侧的裂纹，其次是新的非共价键的形成在裂纹面上后，灯关掉冷却。所有这些方法，在维修过程中，聚合物链必须具有足够的流动扩散到裂纹带活性基团的相对两侧表面裂纹接近新化学键的形成。2.2自我疗愈的基于光交联反应在室温下，自我疗愈，可以通过光

5、曝光的损害如果裂纹表面含有活性的部分，可以形成新的化学键的反应照射（图1）。获得这样一个足够光敏基团在裂纹面上时有损害是不平凡的。这些光敏基团应部分聚合物的结构没有影响的所需的性能，这往往意味着一个有限的内容。灵感来自热可逆的Diels阿尔德反应的使用对于站，13多个研究开发利用可逆的光交联反应基于可光致和这样的生色团的光如肉桂、香豆素类和蒽。1420如图2，这些发色团的二聚化时通过无论是 2 + 2 环加成（为肉桂和香豆素）或【44】环加成（蒽）。在所有的研究报告，这些光敏基团被用来作为交联剂在这是聚合物网络，它们存在于二聚体的形成他们负责供应链链间交联聚。这个总的设计在于相信作为裂纹传播内

6、部或在这样一个网络聚合物表面，动态（可逆）的二聚体，即化学键，在桥接环丁烷（肉桂酰基香豆素）或八元周期（蒽），应该是弱，从而打破了喜欢基本上由机械应力相比其他共价键债券。如果发生这种情况，裂纹表面含有在单体形式的生色团的光致的，经紫外辐照交联，从而将重建修复的聚合物。为了达到显著的治疗效果，为光二聚紫外曝光之前，更高的能量（短波长）紫外线通常用于进一步裂解二聚体，即德的交联的聚合物链，这增加量的光敏基团的单体在裂纹表面的聚合物链的流动性。事实上,可以注意到下面这一步光备裂纹表面上是在几乎所有的报道的方法光发现触发站和提高自愈是至关重要的效率。2004、郑等人。是研究聚合物的第一基于光致环自愈材

7、料肉桂组。17透明膜的硬聚合物通过光交联的肉桂酸单体得到的，即，三（cinnamoyloxymethyl）乙烷（TCE），在使用UV光> 280 nm。研磨后的膜，红外光谱表明，单体肉桂组，后消失光二聚，恢复。这一结果表明，环丁烷环加成形成第一在机械应力破碎。随后暴露> 280nmuvlight TOL的研磨聚合物LED重新交联样品的。基于这一观察，三氯乙烯基甲基丙烯酸酯聚合物的制备研究光触发自我愈合。通过测量原始弯曲强度、裂光治好了样品，温和的修复效率B14 %，在愈合，抗弯强度比在原来的样品，在10分钟后得到的紫外辐照。为提高修复效率B26当样品被加热到100在紫外光的光辐射，

8、可能由于增加凝聚性。此外，正如预期的那样，修复效率降低减少了光交联技术组的内容聚合物的配方。以类似的方式，Ling et al.。合成了一种聚氨酯与香豆素衍生物作为侧基改性材料组，也经历了可逆的光致【22】环加成。18采用350 nm的紫外光光二照射引起的交联聚合物。探讨重复的光触发自愈，电影（B200毫米厚）切刀多次在同一地区；每修复后的切割，断口表面暴露于254 nm的紫外灯1分钟，然后到350 nm的紫外灯90分钟。虽然在单体香豆素组形式被发现在断裂表面由于机械应力破裂的cyclobutanes，波长较短的紫外线的应用进一步裂解二聚体交联从而增加香豆素组可数通过光致愈合。由于二聚体形式交

9、联、辐照前的254 nm的紫外光交联也去聚合物网络，提高链的流动性和扩散有助于修复后350 nm的紫外光照射下。拉伸强度的测量发现了治疗效率70%，63%，和57%的第一、第二和第三伤口愈合，分别比较热引起的愈合效率只有17%，14%，和11%对同一样品无紫外线照射，但加热温度在紫外光下（B40 1C）。在后续的研究中，19组相同的设计在主要有香豆素基团的聚氨酯的另一个可逆聚合链（交联）和切割（DE交联）在350 nm和254 nm的紫外光照射，分别。光触发自愈行为也是在类似的条件下观察到。蒽是一个发色团可以进行反可能的光致。它也被用于设计光触发站。froimowicz等人。制备的水凝胶膜通过

10、光交联的树突状聚甘油颗粒改性蒽部分的边缘。16破坏后影片中，254 nm的紫外光应用于打破二聚体交联从而拆卸水凝胶膜的初始粒子，能够重组当肿水。随后的366 nm的紫外光辐照交联粒子通过蒽二聚和改革hydrogel film。初始损伤的膜mended in过程。在这种情况下，光的高机动性decrosslinked颗粒水和光的能力是诱导crosslinking为疗愈的发生至关重要。蒽是一个发色团可以进行反可能的光致。它也被用于设计光触发站。froimowic Z等人。制备的水凝胶膜通过光交联的树突状聚甘油颗粒改性蒽部分的边缘。16损伤后该膜，254纳米的紫外线被施加到断裂的二聚体交联从而拆卸水凝

11、胶膜的初始颗粒，在水溶胀时能够重组。随后的366纳米紫外光照射引起的交联粒子通过蒽二聚和改革水凝胶膜。在电影wasmende dintheprocess初始损伤。在这种情况下，光的高机动性decrosslinked颗粒水和光致交联的能力是重最重要的愈合发生。2.3自我疗愈，基于一个phototriggered易位反应光的概念，用光来治疗损伤的聚合物，通过光裂纹的诱导反应自由基及其重组表面可以在2009纸Ghosh和城市发现。二十氧杂环丁烷取代壳聚糖的前体（oxe-chi）是掺入聚氨酯（PUR）网络。关键对oxe-chi-pur材料设计是前体机械应力敏感的约束四元OXE环和紫外光敏卡链。有效愈合

12、的划痕在薄膜上oxe-chi-pur接触紫外线，如图3所示。他们的表征结果揭示了以下的修复机制。在划痕形成，机械应力断裂在材料中的化学键，但与偏好图2可逆的光致和切割在紫外光下照射在两个不同的波长（L 1，L 2等>）为（一）肉桂，（b）香豆素（C）蒽。蓝色和黑色的颜色意味着该组的OXE环形成两活性自由基的开放；在紫外曝光，壳聚糖发生断链和反应自由基与氧反应形成新的交联键结束导致划痕愈合。21治愈可以实现使用一个灯泡产生约0.3瓦？2每纳米的功率密度在280，400纳米范围，这是只有略高于典型太阳暴露。然而，机制的基础上的氧杂环丁烷环机械应力引起的开放，这壳聚糖链自由基反应后不再生，意味

13、着在同一地点重复治疗是有限的。最近的一个类似的战略发展的基础上致力于探索光的复分解反应动态共价键的光激活自愈高分子材料。图4显示了典型的复分解特别有趣的动态共价键的反应这个目的，包括二硫，2225烯丙基硫醚、和三。28在所有情况下，光是用来打破动态的在聚合物结构或部分的共价键聚合物链，并产生反应性自由基的裂纹表面。作为光致自由基在不同的链终止重组形成新的共价键，它们的一部分位于裂纹表面的聚合物链之间形成的对立面，导致裂缝的融合与修复表面。同样，高链流动性是必需的，因为链扩散时间必须是以相同数量级为光诱导自由基的寿命。如图4所示，有效的自我修复要求，2聚合物链最初位于两侧的裂纹产生2个新的链连接

14、和融合后的光诱导裂纹面链的断裂和重排。Matyjaszewski和同事合成了交联聚（丙烯酸正丁酯）（PBA）与硫酯（TTC）含有交联剂。28从聚合物的设计、测控单元大部分都位于主要的链在分支点。在紫外光照射下，TTC单位突破，使自由基，将反应在自己的再交联材料。有效和可重复的光触发从各种实验中证明了自愈。在一个案例中，一个圆柱体的聚合物被切成三块，并离开在紫外光照射下（约330纳米）在乙腈中的接触；4个小时后，三块被融合成一个圆柱体。这实验重复了好几次。要表明自我治疗是从共价键固定，愈合的缸沉浸在苯甲醚和肿胀，一种很好的溶剂，6小时并没有观察到聚合物的分解或断裂。在另一个实验，在一个大缸的光触

15、发愈合尝试。只有部分愈合发生由于缺乏与聚合物链的流动性相比，在散装状态溶液中的聚合物样品。光光是高效测控单元触发站，但TTC需要紫外光激发下氮气氛，由于反应中间体碳基。为了让光触发愈合在温和的条件下进行的聚合物，即，在空气中可见光照射，Matyjaszewski和同事进一步证实了二硫化秋兰姆效用（TDS），可以分解成自由基等较温和的条件下。二十二他们设计并合成了交联聚氨酯低温G用TDS单位在主链。如图5所示，当固体圆柱形试样切成2块，然后带进图3基于聚氨酯的化学结构含有机械应力敏感氧杂环丁烷环和紫外光敏壳聚糖链网络（oxe-chi-pur）以及红外（上）和光（下）图像显示光触发自愈的机械切割的

16、oxe-chi-pur聚合物暴露在紫外线下0分钟，图4光致分解反应用于光触发自愈，（一）与硫，硫酯，（b）和（c）烯丙基硫化物（一种光引发剂要求）。蓝色和黑色的颜色意味着光敏基团位于在图1所示的相反侧的裂纹面上。接触，使用商用桌面的可见光照射灯，在空气中，在室温下，导致愈合将聚合物与2块合并成一个单独的块。当照射时间足够长（24小时），光触发治疗使样品恢复几乎初始力学性能（极限延伸率和拉伸强度强度）。这些最近的研究表明，它是可能的设计各种聚合物体系结构，将这些光敏它们的结构中的官能团。光触发自愈通过光致复分解反应可以应用到很多聚合物。当然，无论是什么建筑的兴趣，光敏单元和高链流动性的充分性（低

17、）是满足有效自愈的必要条件。2.4自愈基于光热效应最近的工作调查了一个基于照片的方法热效应。29虽然基本机制类似利用动态共价化学，它开辟了新的视角用于光触发自愈的非共价键。作为图6所示，一个金属超分子聚合物的制备通过一个低聚物之间的配位终止在两端和金属离子的配位体，低聚物是一个橡胶聚（-共-），配体2,6-双（0甲基1苯并咪唑基）吡啶（mebip）和金属离子Zn 2 +或洛杉矶3 +。当紫外光被施加到表面上的裂纹的超分子聚合物，自愈发生。干嘛所发生的是，配位体吸收强烈的紫外线和产生热，可以提高温度的暴露地区175以上，1C。在这样的高温下，配体金属结合解离，导致解聚裂纹表面上的金属超分子聚合物

18、；降低粘度，由depolymeization允许有效裂缝中的物种扩散。一旦被关闭，加热停止，并通过配位体-金属的新键在样品冷却后形成配位。在这种情况下，紫外线的主要作用是打破非共价键和把聚合物链回的前体通过光热效应，而自愈时发生新的债券的形成通过一个类似的“'metathesis”或“'reshuffling”重组的过程。这里的区别是，新的非在较低的温度下形成共价键，关闭光，而新的共价键自由基复合可以在照射后形成和关闭光。2.5讨论和展望尽管涉及不同的不同的化学物质光引发聚合物自愈的方法，一些共同的特点和条件是显而易见的。在大多数案件，在实际维修步骤，所得款项新化学键形成，光是

19、用“预备”裂纹或断裂表面的化学键断裂。作为上面所讨论的，这个准备步骤就是照片二聚体的二聚体之前，光交联，或照片通过键的断裂引起的自由基的形成之前（或在同时作为复分解反应）或重组，或图为解聚的超分子站在所有报道的研究中，使用的光交联方法，thephotochromicmoieties（肉桂，香豆素蒽）为二聚体形成交联的聚合物网络中结构。这种设计依赖于信仰的传播裂纹会破坏优先二聚体，由于它们的动态图5化学结构的交联聚氨酯含二硫化秋兰姆单位和结果显示光触发自愈：（一）圆柱切双组分；（二）单独件；（三）自愈合，可见光照射的单片圆筒；（3）应力-应变曲线和（电子）断裂伸长率不同光照时间下的原光、光、光、

20、愈合样品。从参考文献22许可改编。自然，留下一个光交联单体形式的表面裂纹。然而，没有确凿的证据证明这一假说已找到。因为这样的设计，才能实现有效自愈，波长较短的紫外线适用于先折二聚体，在光交联前通过在一个较长的波长使用UV光二聚修复。使用二聚体的另一个后果是，所有的报告，到目前为止处理交联聚合物。16，原则上18，这些照片铬基的单体形式，可以直接使用。例如，有一个量的他们作为边组非交联，热塑性聚合物，自愈光交联是可能的。一个关键条件要有足够量的光二部分裂纹表面处。在原则上，通过使用单体光致变色部分为光控自愈剂，该方法可以应用于广泛的聚合物。这是在未来的研究中值得研究。基于光致断裂和改革方法在复分

21、解反应的化学键和吸引人的方式。有很多方法将这些功能引入一个聚合物的结构。在制备聚合物时筏，链转移剂的适当选择可以使聚合物的三硫代碳酸酯和烯丙基硫醚的部分。类似的要使用光交联，一个重要问题是如何获得足够量的光敏基团等同时保留聚合物所需的性能。它是预期更多的光自愈的研究这种方法，可能是长寿的照片新的化学品诱发自由基，会出现在文学。该方法利用光热效应也有可以进一步开发和应用到许多巨大的潜力聚合物。的基本机制是使用产生的热量通过光的吸收，打破了非共价键的裂纹表面，并允许在冷却后形成新的债券关上灯。很明显，非共价化学债券不限于配体的金属配合物在超分子聚合物主链。例如，具有侧链的聚合物促进强链间氢键30、

22、31也可以用。沿着同一行思想、热敏动态共价键，如Diels阿尔德反应已用于热控制自愈，13可用于光触发通过光热效应以及愈。光吸收，除了适当的配体，还有很多聚合物中可加载的添加剂或填料的选择吸收光和释放热，如金纳米粒子，金纳米棒和碳纳米管。这将在在光触发开关电源下一节更详细。在这对此，光热效应的使用可能有一个重要的优势。与其他方法，以有足够的聚合物链的扩散到损伤区域的流动性或在断裂面，感兴趣的聚合物在室温下有一个低的或左右的。通过相比之下，利用光热效应，局部温度曝光后能涨多高（170）。29这意味着可以发现，即使对于聚合物的自愈能力高吨克因为在曝光的准备步骤，在裂纹区域中的聚合物链将被加热到吨以

23、上可以扩散。换句话说，光热效应的基础方法应该是光触发的选择方法硬聚合物自愈。对于未来可能的应用，可以稳定光作为一种特殊的自修复聚合物的触发开发应重点放在案件的情况下，远程激活和空间局部的自我修复是高度所需的，如在难以到达或难以到达的修理地区。在一些报道的研究中，作者强调激活光化学反应的可能性阳光下暴晒或类似骗局的起源条件。这个功能显然听起来很有趣，意思是在使用时，材料可以自行愈合户外，因为他们已经暴露在光。不过,考虑到涉及的机制，这样的材料将是对阳光高度敏感，快速降解。例如，如果一个聚合物可以自我疗愈，通过光致的生色团在长波长的紫外吸收约350纳米（甚至可见光），它是不可避免的波长较短的光在阳

24、光下的吸收将激活的二聚体的切割反应，发挥自愈的相反效果。图6光致分解一个金属超分子聚合物由于光热效应和金属配体recomplexation冷却产生自愈合（文献29策略）。蓝色和黑色的颜色是用来强调，新的非共价键和物种之间的聚合物链的形成对立面的裂纹表面是自愈的关键。3。光触发形状记忆聚合物3.1一般注意事项形状记忆聚合物（SMP）给出了一个临时的形状在TT TR变形（T G或T m）其次是冷却T O T TR冻结聚合物链。形状记忆的关键效果是为了保持之前的应力所产生的变形冷却，即防止链松弛发生在临时形状处理或编程步骤中。这可以通过交联的SMP通过获得化学或物理交联。随着压力的保留，当聚合物与临

25、时形状被加热到吨T TR，链松弛是由于流动性恢复链，释放的应力（应变能），并带来的聚合物回到最初的或永久的形状。考虑到这一基本心理机制，用光来触发形状恢复过程从临时过渡到永久性的转变可以通过不同途径实现。就像图7、2种主要的方法在文献中是已知的。第一，也是最显而易见的方法是热聚合物TT TR通过光热效应。32，36，事实上，大多数研究依赖于这一机制。在这种情况下，一般情况下，光仅用于形状恢复过程，但不涉及处理临时形状。二种方法有不同基于可逆光化学作用的机理研究光交联反应。图7所示37，40，在这种情况下，光在临时的两个过程中都起作用形状处理和永久形状恢复。后变形一个临时的形状的聚合物在TT T

26、R，光波长L 1是用于诱导的SMP交联。由于光网络结构的形成聚合物链中的一个变形的状态，它是能够保留一定外力去除后的变形程度（卸）无冷却聚合物T O T T。这给了上升到一个暂时的形状。对于永久性的恢复的形状，在不同的波长L 2光用来解交联聚合物。将讨论，在不同的条件下其他可逆反应如光异构化能也可用于实现固定的临时形状和恢复的永久形状，而不改变温度。不用说，通过光线控制开关电源提供了相同的有趣的功能，如自愈聚MERS，即远程激活以及空间和时间控制。3.2光控开关电源基于光热影响由于SMP相对于T Tr温度管理从临时形状过渡到永久形状、光热效应是最适合让使用光来控制形状恢复过程。为了实现有效的加

27、热，当暴露在光线下时，SMP的利益应该包含某种添加剂或填料不仅是一个强大的光吸收剂，但也具有高效率通过非辐射能量转换光学能量激发电子衰变。如图8所示，对于未来可能的应用，可以稳定我们在2004，Vaia和同事报道的光触发SMP是一个基于聚氨酯纳米复合材料热塑性弹性体（morthane）含分散，多壁碳纳米管（B15 vol%）。36有趣的是，这种材料在室温下进行应变诱导结晶，导致晶体的形成，作为物理交联固定变形状态（临时形状）。在吸收可见近红外（近红外）的光（在1100，600纳米范围内的碳纳米管，热生成和有效转移到聚合物基体中，从而提高了温度微晶的T m以上（B48 1C）和激活返回永久的形状

28、。作者发现近红外发光图7光触发形状记忆聚合物的示意图在光热效应和光化学反应。典型的条件编程的临时形状和恢复的步骤形状表示。基于光触发图8示意图的光热效应形状记忆聚合物含有不同的填料作为纳米级的加热器光的吸收。可以观察到的复合材料的形状恢复含有少至0.57体积%（1重量%）碳纳米管。此外，该各向异性的碳纳米管的形状似乎是负责的高形状记忆效应的效率，相比于碳黑色，也吸收近红外光，但需要更高的让光触发开关量。四十一在最近的一项研究中，42位同事和同事增加了一个单壁碳纳米管（0.5 wt%）在Nafion聚合物，是一种能力记忆三个或更多的临时形状由于广泛的热转变。43结合局部加热能力由碳纳米管和多形态

29、记忆的近红外光的吸收聚合物的影响，作者展示了多功能的光形状记忆效应。光致和局部加热不仅利用远程控制的永久部分形状恢复也是规划的临时形状。图9显示了一个例子。通过调整使用808纳米近红外的光强度，这决定了本地在复合材料中的温度上升，一个暂时的形状获得在较高的温度下，同时保持第一在较低温度下制备的临时形状。这是不是可能与热控开关电源通过整个加热样品。在这种复合材料的其他有趣的功能材料的光热效应也被用来实现远程激活局部损伤修复。四十二在同样的方式作为一个碳纳米管，石墨烯也可以作为一个基于形状记忆的光热效应研究影响。梁等。分散磺化研究和异氰酸酯处理的石墨烯在聚氨酯热塑性塑料弹性体。34除多改善机械性能

30、与1重量%的石墨烯，曝光的纳米复合材料拉伸膜（临时形状）到近红外（600纳米），30毫瓦厘米？2）导致电影向快速收缩永久的形状，将释放的应变能量转换为高效机械工作。可用于光热的另一种类型的填料开关电源是基于金纳米粒子的影响。感谢表面等离子体共振，金纳米粒子能够有效地将光能转化为热能。紫外线和同事准备含有非晶态的纳米复合材料（叔丁基丙烯酸丁酯）（PtBA）与聚交联（ß氨基酯）随着b3.6纵横比的金纳米棒。44与用低浓度的金纳米棒（O1 vol%）和近红外（770纳米）的强度为0.3瓦，光产生的热量可以提高超过30 1C温度的材料，导致全形状恢复由于SMP的加热到高于其T G。在另一份报

31、告中，35位和同事们研究了一个半分散的球形金掺杂晶体的SMP系统纳米颗粒。在这项研究中，聚合物基体组成聚（-己内酯（PCL）与六亚甲基交联二异氰酸酯。含有0.4重量%的复合材料金纳米颗粒表现出有效的光触发的形状曝光532纳米的可见光（1.1厘米？2）由于产生的热量，熔化的晶体的SPR吸收线PCL。由于关闭的激发光可以停止局部形状恢复过程在任何时间之前完成多个临时形状和空间控制形状记忆效应进行了论证。在一个实验在图10中，10毫克的一部影片受到100%应变的在TT M PCL，含有0.4重量%的复合材料。金纳米颗粒表现出有效的光触发的形状曝光532纳米的可见光（1.1厘米？2）由于产生的热量，熔

32、化的晶体的SPR吸收线PCL。由于关闭的激发光可以停止局部形状恢复过程在任何时间之前完成多个临时形状和空间控制形状记忆效应进行了论证。在一个实验在图10中，10毫克的一部影片受到100%应变的在TT M的PCL，然后冷却至室温下面是固定的临时形状；通过指向激光束在选定区域从底部到顶部的电影，逐步向永久性膜收缩是可见的，轻松地起重3.5克（重量350倍的重量电影）说明了输入光能量的转换机械的工作。光热效应也可以得到染料或配位体的光吸收。相比上述所提到的填料，染料或配位体的优点是，他们可以设计成聚合物结构的一部分，它原则上确保了均匀的材料。然而，几迄今为止的研究报道。罗恩和同事研究了光引发金属形状

33、记忆效应金属离子络合形成的超分子聚合物图9显示画面的含碳纳米管分散Nafion膜的形状记忆行为的控制（0.5 wt%）：（一）永久的形状；（b）第一次临时形状（卷取）使用808纳米近红外曝光（6毫瓦毫米？2，T = 7075 1C）随后冷却；（c）二临时形状（弯曲的中心线圈）获得本地化808纳米近红外曝光（25毫瓦毫米？2，T = 140150 1C）随后冷却；（d）开卷烤箱在75同时保留弯曲；和（e）不屈的永久形状通过808 nm的近红外光（t = 140150 1C）。从参考文献42许可改编。图10照片显示空间选择性恢复过程室温下四个部分的黄金单独的激光照射纳米粒子加载聚合物薄膜拉伸到10

34、0%变形，先后从底部到顶部。这部电影举起了350倍的负荷重量。从参考文献35许可转载。综述化学学会评论发表于25二月2013。下载桂林工学院29 / 03 / 2016 02:06:47。查看文章在线7252化学。SOC。2013、42、7244、7256本杂志是英国皇家化学学会2013和共价交联的聚丁二烯（PB）与封头金属螯合配体，4-oxr-2,6-bis（n-methylbenzimidazolyl）（mebip）。45作者发现有证据表明该临时形状固定和永久形状恢复金属配体络合物形成硬磁畴的相从软铅芯中分离，作为可逆的物理交联。基本上，紫外线（320）（390纳米）的应用时聚合物变形到一

35、个临时的形状，在吸收由配位体释放的光子的热量，提高了温度和分解的金属配体配合物；后获得暂时的形状，紫外线被关闭，并作为该聚合物冷却的金属-配体复合物的改造，和再现复杂难域作为交联和锁定临时形状。实现光触发形状恢复，聚合物暴露在紫外线和光热效应分解的物理交联，使应变能释放的聚合物恢复的永久形状。梅特兰和同事探索了利用照片在医疗设备中的热效应为基础的开关电源。46，特别是48，他们已经开发出一种装置，可以去除血栓的形成血管。33个掺量少量的聚氨酯白金染料（114 ppm的重量的聚合物）吸收近红外光被处理为具有一个暂时的形状杆和螺旋永久变形。SMP杆耦合到二极管激光器（810纳米，1瓦）通过光纤，使

36、光可以传递到SMP。作者表明该杆可以通过一个血液内的血凝块容器，然后在激光照射，光热上调上述T TR SMP的温度和恢复的螺旋形的形状，它可以提取血凝块。在这种情况下，SMP杆的透明度是至关重要的。可混溶性染料的使用最适合于增加光热效应的效率。基于光化学反应3.3光控开关电源虽然大多数光触发开关电源使用的光热效应使形状恢复过程中，使温度以上的聚合物T TR，已作出努力依靠实际光化学反应的策略实现临时形态的固定与恢复永久形状。在这种情况下，一个给定的SMP已经承受不了光致变色部分的结构可以承受的所需的光在吸收光子。作为男人上述，这可以通过使用一个可逆的照片了交联反应。蓝德林和同事报道这类的第一个

37、例子。37图11描述了他们的建议分子机制，连同照片显示光致形状记忆效应。他们用肉桂酸（CA）和亚肉桂基乙酸（CAA）作为光开关ING集团，具有可逆的光致环加成反应，并制备了两种类型的非晶材料在T g以下20 1C。一个是交联的（甲基）丙烯酸含有多个钙侧基的聚合物，而另一个是CAA终止星聚（乙二醇）交际netrated为交联聚（丙烯酸正丁酯）。在这两种情况下，在TT TR试样变形后，（25或35 1C），紫外L260 nm的光进行光致交联通过二聚化Ca或CAA组；这photocros起，第二网络可以解决变形有一定除去外力后不需冷却聚合物的T O T TR，因此固定一个临时的形状。这个永久形状可以

38、恢复（或基本恢复）在SMP的紫外光源L O恒温260 nm，交联网络，使二释放应变能。如图11所示，经过样品拉伸时，可获得一个细长的临时形状在均匀光交联样品（长图11光控形状记忆行为：（一）含有肉桂酸基团的聚合物，随着暴露在紫外线下的试样的两侧光交联（一个临时形状固定）和照片解交联（永久形状恢复），照片A，B和C的初始，临时恢复的形状，分别；（b）含醋酸组直接的互穿聚合物网络，与暴露于UV光的样品只有一方临时性固定，照片，乙和丙是初步的，暂时的和恢复的形状，分别和（丙）建议的分子机制。适应对样品的两个侧面的照射）；通过对比，照片仅在一个临时的样品的一个侧面的交联螺旋形的形状，由于剩余弹性另删除

39、后的样本趋于收缩外部力量。一般情况下，照片固定的临时形状是有限的，因为二次网络不能完全抑制变形试样的弹性TT T。此外，很难有一个完整的光恢复由于二聚体交联的切割不能100%。应用同样的策略，吴等。设计并合成一种可生物降解的热塑性弹性体参展照片控制形状记忆行为。38是多块由硬质聚聚酯型聚氨酯（L，L -乳酸）（PLLA）软聚（-己内酯（PCL）轴承类笔）该组。在这种情况下，第一个网络是由物理硬材料领域从交联的微相分离光控组软PCL。后变形对弹性体、光交联PCL链通过表明群体的二聚化（紫外光、L260 nm）可以固定部分的变形，导致在一个稳定的透射电子显微镜这样的形状。作者报道了采用应变固结二次

40、网后可达到外力的外力有肉桂酰胺20 wt%含量50%。形状恢复过程可通过光裂解活性环丁烷桥之间的PCL链（紫外光、L O260纳米）。通过调整硬和软的PLLA组成PCL段，观察> 95%形状恢复。另一种特殊的聚合物，显示照片可控形状记忆效应关系交联液偶氮苯介晶基元的液晶聚合物，或偶氮苯液晶聚合物网络（偶氮LCN）。在游戏中的光化学反应是可逆的跨顺光异构化的发色团。报道2003池田和同事，49时平膜AZ具有7毫米的厚度，并被加热到吨，是暴露于线性偏振光366纳米的紫外线，电影是弯曲朝着光和弯曲方向保持平行当后者旋转的方向的光的偏振一个角。当升到540纳米的可见光被应用到弯曲的电影，它伸直并

41、返回到平面形态。建议分子机制是当紫外线被应用到一方面的电影，转换的拉长的反式异构体在表面上的偶氮苯弯曲的顺式异构体由于分子的变化而产生收缩力液体的大小与次序以及合作运动液晶分子。薄膜的宏观变形反在可见光照射带来顺偶氮苯的反式形式。随后的研究一组50表明如果偶氮型排列垂直于膜面（垂直方向），跨顺异构表面上接受紫外线能产生膨胀力，导致弯曲这部电影远离紫外线。再次，弯曲的电影可以扁平化的可见光照射。这些偶氮聚MERS可以看作是因为紫外线灯是利用开关电源处理一个临时形状（弯曲膜）和可见光可回收的永久形状（平片）。底层的控制机制是不同的，使用可逆的光交联和聚合物必须是液体晶体。51，但是，照片处理的临时

42、形状53（弯曲的形式）可能不稳定，没有冷却的聚合物低于T g；即使在黑暗中，顺式偶氮苯可以放松对跨同分异构体和膜恢复的初始形状随着时间的推移。最近，白人和同事报告了一个有趣的在使用偶氮LCN光控开关电源的开发。5457他们找到了一种用光来变形的方法偶氮LCN或修理机械变形的独立电影聚合物的玻璃态，即，在下面，所以临时形状可以很长时间稳定。随后，光可以用来恢复初始（永久）的形状。而在b360 nm将反式使用UV光偶氮苯的顺式偶氮苯与后者的积累迟来的电影中，他们在442 nm可见光诱导的应用反式-顺式-反式-反式异构化偶氮型反复异构化回来四。如图12所示，当线性极化时，54光是在室应用于悬臂的偶氮

43、LCN温度（40 1C低于T G）与光的偏振平行于悬臂的长轴方向，弯曲观察。在可见光后，弯曲的形状是稳定的光。初始直悬臂梁在圆应用相同波长的偏振光。在其他图12所示的实验中，一个独立的电影机械弯曲在室温下，这种暂时的形状然后固定在442纳米的光照射。再次，弯曲在可见光的情况下，使用圆的形式是稳定的偏振光可以激活恢复过程。有趣的是，在环境条件下处理的临时形状可见光，还可以改变回最初的形式吨克，这表明在固定的可见光房间温度莫名其妙地导致类似的效果在TT TR变形后冷却至T O T T。这个这种光控制形状的分子机制在这一点上，内存的行为是不完全清楚的。作者推测跨偶氮苯顺反异构化反应使用的条件下可以改

44、变聚合物基链的形态（缠结和配置）和允许他们在玻璃态中调整导致的光致fixationoftemporary thephotoisomerization形状。被圆偏振光激活的photoreconfigured随机化的聚合物网络，将偶氮LCN回到初始状态。3.4讨论和展望光热效应的使用应选择的方法可调光开关电源设计。虽然相关机制是热效应带来的一个给定的SPMTT TR，最重要的是利用光触发为形状恢复提供远程激活能力形状恢复的过程和空间控制需要发生。这种方法也保留了所有的灵活性综述化学学会评论发表于25二月2013。下载桂林工学院29 / 03 / 2016 02:06:47。查看文章在线7254化学

45、。SOC。2013、42、7244、7256本杂志是英国皇家化学学会2013规划的临时形状（如大型固定率和在原则上任何一种变形），这是不能做的与方法的基础上的可逆的光交联或光异构化反应。另一个重要的优点利用光热效应在于激发光的波长可以很容易地改变紫外到近红外通过选择适当的光吸收填料，即，光活化纳米加热器，内部开关电源。这个功能可能重要的一些应用。例如，生物医学应用一般更喜欢使用较低能量的近红外光而不是紫外线或可见光。相比之下，可逆用于开关电源的光反应需要光（甚至深紫外）。除了远程激活和空间控制高点以上，未来的研究可以利用更多的特定优势基于开关电源的光热效应的优点。对于例如，想象一个应用程序，在该应用程序中，一个光控制SMP应该在环境温度的稳定在，说，30到50，恢复永久形状时所需。将不需要精确调整T T。它可以50以上1C甚至几十度，因为当地气温上升后，光曝光可以很容易地被调谐允许TT T。当然，在适当的时候，可以在适当的时间传递激励光对SMP形状变化的需要。没有在TR的约束是重要的因为它意味着很多更多的开关电