胶黏剂，又称为粘接剂、粘合剂，是指能将两种或两种以上同质或异质的制件（或材料）连接在一起，固化后具有足够强度的一类物质，是现代工业和人类生活不可或缺的一种重要材料。目前，胶黏剂主要以合成高分子为主，全球年均产量和消费量超过数千万吨。随着全球对环境保护和可持续发展的重视，开发低挥发性有机物、可降解的绿色、环境友好型胶黏剂备受关注。硫辛酸（TA）是一种天然功能抗氧化剂，广泛存在于动物体内和各种植物中，在代谢调节、神经保护和抗氧化等方面具有重要作用。近年来，由于TA兼具水溶性和脂溶性，以及结构中的动态二硫键和羧基基团，基于硫辛酸的功能材料备受科研人员青睐。
近日，浙江理工大学化学与化工学院熊玉兵教授/戴志锋副教授团队与徐健荃副教授合作在国际权威化学期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表了题为“Photo-tuned Solid-Liquid Transition of Azo-grafted Poly(thioctic acid) with Ultrahigh Photothermal Conversion Efficiency”（Angew. Chem. Int. Ed., 2025, doi.org/10.1002/anie.202508314）的研究成果。该研究设计合成了一种偶氮苯接枝的聚硫辛酸（Azo-PTA）材料，Azo-PTA对紫外光（365 nm）和绿光（532 nm）均具有响应性。值得一提的是，Azo-PTA在绿光（532 nm）照射下可快速液化，其光热转化效率高达84.9%。因此，Azo-PTA可作为新型光焊接剂，具有绿色环保、节能且操作方便等优点。浙江理工大学硕士研究生周建、博士研究生周宁为共同第一作者，戴志锋副教授、徐健荃副教授和熊玉兵教授为共同通讯作者，浙江理工大学为第一署名单位。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
研究人员首先通过酯缩合反应制备Azo修饰的硫辛酸单体（Azo-TA），然后利用溶剂挥发诱导开环聚合或热压聚合方法与硫辛酸进行共聚制备得到Azo-PTA。由于Azo基团的引入，Azo-PTA具有紫外光响应性，可在365 nm光照射下由trans-Azo-PTA异构为cis-Azo-PTA，同时发生固-液相转变，而在绿光（532 nm）照射下，通过光热效应快速液化，发生固-液相转变，上述光调控的相转变过程均可逆。该特性为Azo-PTA在可逆黏附、自修复材料、智能窗户等方面的应用提供了潜力。
图1 Azo-PTA的结构及其绿光调控的可逆固液相转变行为和应用
首先利用红外相机对Azo-PTA的光热行为进行了测定，可以看出，不同组成的Azo-PTA均表现出优异的光热转化性能，尤其是Azo-PTA-1（单体投料质量比为1：1），绿光照射30 s，其表面温度即可达到90 °C以上。进一步利用UV-vis、POM及AFM等手段对Azo-PTA绿光调控的相转变行为进行了表征，确认了其可逆固-液相转变行为。然后对Azo-PTA材料的光热转化效率（LHCE）进行了测定，结果表明，Azo-PTA-1的LHCE高达84.9%，高于Au纳米棒、Cu2Se纳米晶等许多传统无机近红外光（980 nm）光热转化材料。
进一步研究了Azo-PTA黏附性能，可以看出，其在纸张、木材、玻璃基底上的黏附强度均可超过1.0 MPa，且在盐水和酸性水溶液中保持较好的黏附稳定性，而在碱性溶液中黏附强度显著降低，这是由于PTA碱性条件下降解而导致。Azo-PTA可在0 °C~40 °C范围保持较好的黏附能力，可通过光照、加热及溶剂等方法进行回收再利用，表现出优异的黏附稳定性和可循环性。
接下来考察了Azo-PTA的可光操作性能，经绿光照射10 s后，Azo-PTA即可将两片玻璃粘接在一起，再用绿光照射即可实现脱粘，该过程可多次循环，且在酸性（pH=1.0）、碱性（pH=10.0）和海水中保持稳定。存在流动的水时，经绿光照射液化后的Azo-PTA仍可对PE、硅胶等塑料进行黏附。最后，考察了Azo-PTA的自修复及循环使用性能，以及在智能窗户方面的应用。
图5 绿光调控Azo-PTA的自修复、黏附性能及智能窗户应用
该工作是团队近期关于Azo光响应功能高分子材料相关研究的最新进展之一。团队长期围绕智能聚离子液体（PILs）开展研究，通过Azo及Bn分别修饰的PILs构筑了新型双水相体系（ATPSs），实现了温度调控ATPSs上下相可逆反转的新型相行为（Angew. Chem., Int., Ed., 2023, 62, e202215722），进一步通过引入主客体相互作用，实现了光和热双重调控ATPSs上下相可逆反转（Chem. Eng. J., 2024, 496, 154117），以及pH调控的ATPSs相反转行为（Chem. Commun., 2024, 60, 13195）。利用Azo修饰的季鏻盐PILs制备了新型多孔有机聚合物（POPs），实现了光调控水溶液中有机染料超快去除（Sep. Purif. Technol., 2024, 335, 126119）。此外，构建了聚硫辛酸/功能聚离子液体全聚合物双网络离子凝胶以及光/热双重响应的PILs水凝胶，系统探讨了该凝胶的黏附性能及在柔性传感方面的应用（Chem. Eng. J., 2023, 465 143072; Polymer, 2024, 311, 127505）。还利用PILs优异的结构可设计性及功能可调性，实现其对生物可降解高分子PLA/PBAT的改性和功能升级（Chem. Eng. J., 2024, 482 149169;Int. J. Bio. Macromol., 2025, 306, 141838）及CO2吸附和转化（Sep. Purif. Technol., 2025, 361, 131257）。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.20250831
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