螢光感測共聚高分子:合成、奈米纖維製備與在苦味酸感測器上應用

Abstract

本實驗目的在於將具有螢光感測能力之共聚高分子製成靜電紡絲奈米纖維，並將其應用於苦味酸之感測。靜電紡絲(electrospinning)為近年來用於製備多?能高分子纖維的新技術，以靜電紡絲技術製成的纖維尺寸達奈米等級，相較於微米等級的纖維或薄膜型態，奈米纖維具有較高的比表面積(surface-to-volume ratio)，因此被廣泛的應用在感測器上。本實驗先使用Suzuki coupling reaction，合成具有螢光基團的4-(1-Pyrenyl)styrene (St-Py)單體，再利用自由基聚合法(free radical polymerization)合成不同螢光基團比例之共聚高分子poly{(N-isopropylacrylamide)-co-(N-hydroxymethyl acrylamide)-co-[4-(1-pyrenyl)-styrene]a} [poly(NIPAAm-co-NMA-co-St-Py)，PNNS1、PNNS2、PNNS3]，並藉由靜電紡絲技術將其製成奈米纖維薄膜，共聚高分子中的NIPAAm為具有溫度敏感性質之單體，使纖維具有收縮-膨潤之特性，而NMA為可化學交聯單體，經由加熱交聯後能使纖維形態在溶液中維持穩定。感測方面以4-(1-Pyrenyl)styrene (St-Py)中的pyrene為螢光基團，當pyrene受激發後會與周圍的苦味酸產生電子轉移並產生螢光淬滅。本實驗將共聚高分子分別以溶液、薄膜、奈米纖維薄膜形態對苦味酸進行感測，在不同苦味酸濃度下量測螢光光譜後，使用Stern-Volmer plot以及ratiometric measurements分析比較各種形態之感測特性。另外以場效發射式掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察纖維的形態變化，發現交聯前後纖維直徑沒明顯改變，泡水後纖維因膨潤有直徑有擴大的現象，但因為共聚高分子在交聯後不溶解於水溶液而能維持住纖維形態。

Date of Award	2017 Feb 7
Original language	Chinese
Supervisor	Wen-Chung Wu (Supervisor)