借助于自組裝等行為，小分子有機化合物能夠依靠其形成的有序結構，體現出復雜多樣的功能。而在無序狀態下，小分子有機化合物缺乏分子間的共價鍵連接和強大的分子間作用力，使其在高級功能材料領域的應用受到了限制。比如，在粘合劑領域，研究者傾向于發展新型的高分子化合物來提高粘合性能。近年來，以偶氮苯光致結構異構化為基礎，光刺激響應型粘合劑得到快速發展。熱力學穩定的反式偶氮苯，能夠引導材料內部分子處于有序結構狀態，使得材料體現出良好的粘合性能。經紫外光照射后，反式偶氮苯異構化為順式偶氮苯，促使材料轉變為無序態，導致粘合性能消失�？梢姽庹丈�，則能引起相反的結構變化和性質變化。借此，該類粘合劑實現了光調控的粘合性能“開-關”。需要指出的是，該類粘合劑的分子量多在1K以上。

同樣做為常用的光敏分子之一，螺吡喃類化合物則很少被發展成為光刺激響應型粘合劑，究其原因，在于固體螺吡喃化合物難以實現光致異構化。吳中濤和解從霞課題組曾在螺吡喃的吲哚氮上引入烷基長鏈，實現了室溫條件下的固體螺吡喃光致異構化，但并未發現該類化合物體現出較好的粘合性能。該課題組推測，應該是此種螺吡喃的“T”型結構保持了分子的有序排列，減弱了分子間纏繞作用力。為了增強螺吡喃分子間的纏繞作用力，該課題組設計了一種線型螺吡喃，并通過打破分子間的有序排列，使螺吡喃在無序狀態下體現出了強大的粘合性能。具體來說，該研究將分子量小于500g/mol的線型小分子螺吡喃加熱-冷卻處理，得到了一種處于無序狀態的固體螺吡喃。在加熱和光照刺激下，該種無序固體螺吡喃可以呈現出五種不同的顏色變化，在不同顏色狀態下，該螺吡喃化合物具備不同的粘合性能，最大粘合力可達~8MPa，優于已報道的其它類型的光刺激響應型粘合劑，尤其是低分子量粘合劑。在機理研究中發現，該小分子螺吡喃材料中開環異構體的比例和分子堆積密度，是影響粘合力變化的調節因素。

該種小分子粘合劑具備合成簡便、易回收利用、易清潔和抗疲勞性強等優勢，相比較于其它類型的光刺激響應型粘合劑，該種材料實現了對粘合性能的多種光致調節。該項工作，為設計以小分子化合物為基礎的先進功能材料提供了新的思路。

論文信息：

Disor{attr}3226{/attr}red low molecular weight spiropyran exhibiting photoregulated adhesion ability

Lei Zhang, Yawen Deng, Congxia Xie, Zhongtao Wu

Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202200245