黑色素是結(jié)構(gòu)單元中含有酚羥基、氨基和亞氨基的一類大分子,其主要成分為聚多巴胺,具有光吸收、捕獲自由基以及光熱轉(zhuǎn)換等功能,且有極強(qiáng)的粘附性,可以粘附在幾乎一切材料表面。同時黑色素中活性基團(tuán)可作為活性位點參與目標(biāo)分子反應(yīng),因此較易實現(xiàn)對基材的表面修飾。黑色素可分為天然黑色素和人工合成類黑色素,天然黑色素可從動植物中提取,類黑色素由生物發(fā)酵或化學(xué)合成獲得。雖然它們的結(jié)構(gòu)存在差異,但它們具有類似的物理化學(xué)性質(zhì)。本論文基于黑色素的光吸收特性構(gòu)建了紫外線屏蔽和光穩(wěn)定聚合物復(fù)合材料,設(shè)計不同微觀結(jié)構(gòu)的黑色素實現(xiàn)紫外線屏蔽性能和透明性的調(diào)控;通過黑色素中活性基團(tuán)與多種官能團(tuán)分子間強(qiáng)相互作用力,制備了性能優(yōu)異的聚合物復(fù)合材料、仿貝殼材料以及智能熱促動器;并基于黑色素的光熱轉(zhuǎn)化特性及“機(jī)械退火”循環(huán)處理,制備了高機(jī)械性能的光誘導(dǎo)自修復(fù)聚合物復(fù)合材料。本研究將豐富黑色素的制備和聚合物改性等相關(guān)領(lǐng)域的理論研究,為建立高性能黑色素復(fù)合材料制備新方法提供必要的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。具體研究工作如下:（1）將天然黑色素與聚乙烯醇（PVA）通過溶液共混法制備了紫外線屏蔽復(fù)合材料。添加少量的（0.5 wt%）黑色素,復(fù)合材料... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

（a）真黑素和棕黑素的生物合成方式

江南大學(xué)博士學(xué)位論文色素學(xué)家將重點轉(zhuǎn)向人工合成類黑色素。Deziderio 由過氧化素[1]。不過該反應(yīng)需要進(jìn)行 28 天，耗時較長。多巴胺是多巴的衍生物，與多巴具有同樣的性質(zhì)，在堿性溶液巴胺納米粒子，其形成機(jī)制與天然真黑色素十分相似，以也稱多巴胺制備的類黑色素為多巴胺黑色素（dopa巴胺（polydopamine）[14-16]。

圖 1-3（a）聚多巴胺研究進(jìn)展及（b）論文發(fā)表趨勢[20]ig. 1-3 (a) A brief timeline for the development of polydopamine. (b) The number of publications in teof polydopamine sorted by year.[20]學(xué)者基于天然真黑色素體內(nèi)形成途徑提出類黑色素的“真黑色素”模型（如圖 1-5]，認(rèn)為多巴胺首先形成醌，而后經(jīng)環(huán)化、重排得到 5,6-二羥基吲哚，5,6-二羥基吲易氧化形成 5,6-吲哚醌。5,6-二羥基吲哚和 5,6-吲哚醌均會在 2、4 和 7 等位點產(chǎn)生形成不同聚合度的低聚物同分異構(gòu)體，最后通過反歧化反應(yīng)得到類黑色素。由于類素難溶于水和常規(guī)有機(jī)溶劑，該“真黑色素”模型主要依據(jù)為紅外分析，還沒有更的實驗依據(jù)。Bielawski 等[21]并不認(rèn)可“真黑色素”模型，他們認(rèn)為 5,6-二羥基吲哚和 5,6-吲哚為多巴胺氧化聚合的最終生成產(chǎn)物，它們之間并不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成共價鍵，而過氫鍵、電荷轉(zhuǎn)移、π-π 堆積等非共價作用形成類黑色素粒子（圖 1-4b）。而 Lee認(rèn)為類黑色素形成過程共價和非共價作用并存，部分 5,6-二羥基吲哚會遵循“真黑”模型發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，另一部分則通過非共價作用與多巴胺單體自組裝形成類黑色圖 1-5）。


本文編號：3245913