刺激响应性聚合物具有许多重要的应用,例如化学传感器。刺激响应性聚合物以及杂化不对称纳米粒子通过非共价键相互作用形成的自组装体系是当今材料科学研究的热点。尽管该领域取得了巨大的成就和突破,目前仍有大量的科学问题亟待人类探索和解决。本论文集中研究无机/聚合物杂化不对称金纳米粒子的制备与性质、基于无定形聚合物的氧气敏感传感器和过氧化氢响应的信号自放大纳米反应器。具体来说本论文的工作分为以下三个方面:1.目前,制备小粒径的不对称金纳米粒子仍然存在挑战。我们采用星形聚合物与金纳米粒子上的小分子配体发生配体交换反应制备小粒径不对称金纳米粒子。通过结合 ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)和点击化学,对β-CD(β-Cyclodextrin)进行不对称改性而制备温度敏感的不对称星形聚合物(LA)7-CD-(PNIPAM)14。其中,β-CD的伯羟基修饰成叠氮基团,通过叠氮-炔基点击化学引入7个硫辛酸基元(LA)。仲羟基修饰成ATRP引发剂基元,再引发聚合得到14条聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)链段,从而得到不对称星形聚合物(LA)7-CD-(PNIPAM)14.然后利用硫辛酸基元与金纳米粒子之间的强相互作用,以此聚合物作为大分子功能化试剂通过配体交换法对小粒径金纳米粒子进行改性。通过调节金纳米粒子的直径和聚合物的聚合度得到两亲性的Janus杂化金纳米粒子。类似于两亲性嵌段共聚物,两亲性Janus杂化金纳米粒子在水中自组装形成胶束结构,且这种胶束具有温度敏感性。2.含有β-二酮(即β-二酮二氟化硼配合物)结构基元的聚乳酸具有室温磷光(RTP,Room Temperature Phosphorescence)现象.我们猜测β-二酮结构基元在无定形聚合物基质中仍然具有RTP现象。利用其与苯乙烯、甲基丙烯酸酯类单体和丙烯酰胺类单体共聚得到多种类别的聚合物,利用旋涂的方式在玻璃板上制备聚合物平面薄膜。在旋转的同时使用氮气流将聚合物溶液在玻璃瓶中吹干溶剂后制备了在玻璃瓶内部的聚合物曲面薄膜。我们发现这类聚合物薄膜都具有氧气敏感的RTP现象,因此可以基于不同的聚合物基质开发多种类别的氧气传感器以满足不同的需求。3.我们利用对过氧化氢(H2O2)响应的聚合物PEO45-b-PNBMA15自组装形成的聚合物囊泡构建正反馈的纳米反应器。在囊泡亲水内腔中包覆葡萄糖氧化酶。葡萄糖分子通过扩散作用进入囊泡内腔后在GOx(glucose oxidase)催化作用下生成H202,H202触发囊泡疏水双层膜发生“无痕交联”同时发生疏水性-亲水性转变。在诱导期,由于囊泡疏水双层膜的渗透性较小,葡萄糖分子扩散进入囊泡内腔的速度慢。诱导期后,囊泡双层膜渗透性进一步增加,葡萄糖分子扩散进入囊泡内腔的速度加快,经酶催化产生更多的H2O2,触发囊泡疏水双层膜发生“无痕交联”同时双层膜的渗透性进一步提高,从而使囊泡外的葡萄糖分子更多、更快地扩散进入囊泡内腔中,因此构建了基于过氧化氢响应的正反馈纳米反应器。