振動誘発性放出ベースのラティオメトリック「蛍光定規」を伴うポリウレタンのマイクロパス分離スケールの測定

ポリウレタン（PU）は、柔軟なソフトセグメントとハードセグメントの間の熱力学的互換性から派生したユニークな機械的特性を備えた非常に魅力的なタイプのセグメント化ポリマーです。PUSの性能は、硬いドメインがソフトマトリックスの物理的な架橋点として機能する微小酵素分離構造と密接に関連しています。したがって、PUの内部構造の複雑さのために、膿の微小酵素分離を容易な方法で研究することは非常に重要ですが、挑戦的です。n、n'-ジジヒドロフェナジン（DPAC）誘導体は、振動誘発発光（VIE）属性を備えた典型的な分子である蛍光を放出することができます。この概念実証作業では、一連のDPAC誘導体が、温度変動によって調節されたPUSの微小酵素分離の程度を測定するために、組み込みのレシオメトリック「蛍光定規」として採用されました。選択されたDPACドープPUフィルムの蛍光は温度に依存しており、この概念の理論的根拠を提供します。これらの蛍光定規の実現可能性は、小角X線散乱（SAXS）分析によってさらに検証されました。SAXS曲線は、温度の変動で0.02から0.15Å-1のQ範囲の有意な変化を示し、内部微細構造の変化を示します。散乱データの多分散硬質球体モデル分析により、硬質球の体積分率がオレンジ色の光と青色光の蛍光強度比との関係があることを明らかにし、それにより、マイクロファゼ分離の測定と監視のための新しい蛍光測定法を実証することが示されました。ポリウレタン。

Polyurethanes (PUs) are a very attractive type of segmented polymer with unique mechanical properties derived from thermodynamic incompatibility between flexible soft segments and hard segments. The performance of PUs is closely related to their microphase separation structures, in which the hard domains serve as physical cross-linking points in the soft matrix. Studying the microphase separation of PUs in a facile manner is thus of great significance but challenging due to the complexity of the internal structures of PUs. N,N'-disubstituted-dihydrophenazine (DPAC) derivatives, the typical molecules featured with vibration-induced emission (VIE) attribute, can emit fluorescence varying with surrounding environment. In this proof-of-concept work, a series of DPAC derivatives were employed as built-in ratiometric "fluorescent rulers" to measure the degree of microphase separation in PUs modulated by temperature variation. The fluorescence of selected DPAC-doped PU films is dependent on the temperature, providing a theoretical basis for this concept. The feasibility of these fluorescent rulers was further validated by the small-angle X-ray scattering (SAXS) analysis. The SAXS curves show significant change in q range of 0.02 to 0.15 Å-1 with the variation in temperature, showing the changes in the internal microstructure. The polydisperse hard sphere model analysis of the scattering data revealed that the volume fraction of hard spheres has a defined relationship with the fluorescence intensity ratio of orange-red light and blue light, thereby demonstrating a novel fluorimetry method for measuring and monitoring the microphase separation of polyurethanes.