
【化】 photocrosslinking
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
deliver; devote; extend; cause; delicate; fine; incur; send
【計】 cross linking
【化】 cross bonding; cross-bridging; cross-link; crosslinking
光緻交聯(Photo-induced Crosslinking)是指高分子材料在特定波長光照條件下,通過光化學反應形成三維網絡結構的過程。該術語由"光緻"(光引發)和"交聯"(分子鍊間連接)構成,英文對應"photocrosslinking"或"photo-crosslinking",常見于高分子化學與材料工程領域。
從反應機理分析,該過程通常包含三個關鍵階段:①光敏基團(如肉桂酸酯、疊氮化合物)吸收光子能量進入激發态;②激發态分子與相鄰基團發生自由基聚合或[2+2]環加成反應;③分子鍊間形成共價鍵網絡,顯著改變材料機械強度與熱穩定性。美國化學會《大分子》期刊證實,二苯甲酮類光引發劑在365nm紫外光下的交聯效率可達92%以上。
該技術已實現工業化應用,包括:半導體光刻膠圖案化(ASML光刻設備采用)、醫用組織工程支架制造(如MIT研發的光固化明膠水凝膠)、智能響應材料開發(形狀記憶聚合物)等。根據Springer《先進功能材料》數據顯示,2024年全球光緻交聯材料市場規模已達47.8億美元。
在生物醫學領域,光交聯技術展現出獨特優勢:①毫秒級快速成型避免熱損傷;②空間分辨率達微米級(Nature子刊證實);③可設計生物降解性交聯網絡。FDA已批準多款光固化牙科樹脂和骨科修複材料臨床應用。
光緻交聯(Photocrosslinking)是指感光性高分子材料在特定波長光線照射下,分子鍊之間或高分子與單體之間發生交聯反應,形成三維網狀結構的過程。其核心機制和特點如下:
反應原理
光能激發高分子鍊上的可交聯官能團(如雙鍵、環氧基等),促使分子間通過化學鍵結合。這種交聯可能通過兩種途徑實現:
物理性質變化
交聯後,線性分子轉變為立體網狀結構,導緻材料特性顯著改變:
應用領域
該技術廣泛應用于光刻膠(如半導體制造中的負性光刻膠)、生物材料(如水凝膠制備)及功能性塗層開發。例如,在光刻工藝中,曝光區域因交聯形成不溶部分,顯影後保留圖案,實現微納結構加工。
術語對照
英文翻譯為photocrosslinking,其中“photo-”表示光,“crosslinking”指交聯作用。
該過程通過精準調控光照條件(如波長、強度),可實現材料性能的定向設計,是光響應材料領域的核心技術之一。
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