智能型蠕蟲狀表面活性劑膠束專利綜述

朱晨 楊平

摘 要 智能型蠕蟲狀膠束是指在構成表面活性劑的分子中引入具有環(huán)境刺激響應的功能基團，刺激因素包括濃度、溫度、光、添加劑、pH等。本文介紹了具有光、pH、溫度響應的智能型蠕蟲狀膠束的相關專利，并展望了其應用前景。

關鍵詞 表面活性劑;蠕蟲;膠束

表面活性劑發(fā)生自組裝行為后會形成囊泡、液晶、球狀膠束、棒狀膠束、蠕蟲狀膠束、巨膠束等有序結構[1]。蠕蟲狀膠束也稱為棒狀膠束、線狀膠束、圓柱形膠束、細長膠束、巨型膠束等，當表面活性劑濃度增加或有外電解質（如鹽）加入的情況下，膠束的尺寸會沿著一維方向增加，同時能夠相互纏繞交疊，構成柔性的三維網(wǎng)絡空間結構，使溶液表現(xiàn)出凝膠的性質，具有明顯的黏彈性。

蠕蟲狀膠束被廣泛應用于催化化學、柔性材料制備、生物醫(yī)藥、護膚品、涂料、油田化學等領域。智能型蠕蟲狀膠束是指在構成表面活性劑的分子中引入具有環(huán)境刺激響應的功能基團，刺激因素包括濃度、溫度、紫外光、添加劑、pH等。近年來，對這類巨型膠束的研究一直處于熱點領域。本文綜述了在專利中常見的幾種智能蠕蟲狀膠束的類型，并展望了該類智能蠕蟲狀膠束的前景。

1幾種常見的智能型蠕蟲狀表面活性劑膠束

1.1 光響應型蠕蟲狀膠束

光具有簡單易得、攜帶操作方便等優(yōu)點，并且許多基團都具備光刺激響應性，如偶氮苯基團、二苯乙烯基團等，將特定的光響應基團引入到表面活性劑分子中，在一定波長照射下，表面活性劑分子就會發(fā)生變化，進而改變表面活性劑分子的自聚行為。

陳亞芍等人[2]研究了可形成蠕蟲狀膠束的光響應型季銨鹽類陽離子表面活性劑及其合成方法，其具體涉及如下結構的表面活性劑：

式中R代表C8～C16的直鏈烷基。

該蠕蟲狀膠束具有良好光響應性及殺菌性，可用于光信息存儲、殺菌、驅油等領域。

齊麗云等人[3]研究了一種光響應表面活性劑聚集體的制備方法：將α-羧基長鏈烷基二甲基氧化胺和光致生酸劑加入到水中，經(jīng)過光照后，即生成所述光響應表面活性劑聚集體。該結構可使光響應聚集體承接pH響應，使得pH響應流體轉變?yōu)榭梢詫崿F(xiàn)遠程操作，無線驅動，易于實現(xiàn)實時精確調控的光響應流體。

1.2 pH響應型蠕蟲狀膠束

李嘉誠等人[4]研究了一種智能型蠕蟲狀膠束，制得油酸鈉/有機陽離子鹽體系，該蠕蟲狀膠束黏度大，對pH的變化敏感，具有一定的響應性智能，在藥物的控釋等領域具有很大的應用潛力。

裴曉梅等人[5]研究了具有pH響應的二聚表面活性劑蠕蟲狀膠束體系，具有靈敏的pH響應性能和酸堿雙響應性的可逆開關，當向原有的溶液中滴加少量的酸或者堿時，溶液黏彈性立即發(fā)生變化。在連續(xù)的pH變化下，該聚集體的形態(tài)表現(xiàn)出從低黏度溶液到極其黏彈性蠕蟲狀膠束到聚集體消失的連續(xù)形態(tài)轉變，并可實現(xiàn)多次黏彈性循環(huán)。

pH是一種易于控制的環(huán)境因素，若能通過改變體系pH而實現(xiàn)蠕蟲狀膠束的制備，并使該過程可逆，將具有十分重要的意義。

1.3 溫度響應型蠕蟲狀膠束

胡益民等人研究了咪唑類表面活性劑及其形成的溫度增稠型蠕蟲狀膠束，結構式如下：

該結構形成的具有溫度響應蠕蟲狀膠束溫度響應范圍較廣，為30～80℃，適用于油田增稠劑、潤滑劑等領域。

趙明偉等人研究了三重刺激智能響應型蠕蟲膠束體系，形成的蠕蟲膠束對光、pH、溫度刺激智能響應，并且都具有可逆性，在油田開發(fā)、藥物釋放等領域具有較大應用潛力。

2智能型蠕蟲狀表面活性劑膠束的應用前景

近年來，刺激響應型膠束以其高敏感性和響應性得到越來越多的關注。然而，目前智能型蠕蟲狀膠束的研究還主要集中在基礎理論，應用開發(fā)才剛剛起步，涉及智能蠕蟲狀膠束的專利也主要是以高校申請為主，涉及企業(yè)研究的較少。由于蠕蟲狀膠束在催化化學、生物醫(yī)藥、護膚品、油田化學等眾多領域的廣泛引用，且智能蠕蟲狀膠束因其可實現(xiàn)遠程操作，無線驅動等，勢必存在廣泛的應用前景。目前，在小分子聚合物和材料科學等領域不僅出現(xiàn)了上述響應，也出現(xiàn)了很多新的智能響應體系，如磁場響應超聲響應、氣體響應等，這也為智能型蠕蟲狀膠束的研究帶來了新的方向。

參考文獻

[1] 陳維玉，曹緒龍，祝仰文，等.pH調控蠕蟲狀膠束研究進展[J].精細石油化工進展，2015（6）：12-16.

[2] 陳亞芍，員樂，張晶，等.可形成蠕蟲狀膠束的光響應型季銨鹽類陽離子表面活性劑及其合成方法[P].中國：CN106902702A，2017-6-30.

[3] 齊麗云，張萌，包浩，等.一種光響應表面活性劑聚集體的制備方法[P].中國：CN109621835A，2019-4-16.

[4] 李嘉誠，馮玉紅，林強，等.一種智能型蠕蟲狀膠束的制備方法[P].中國：CN104874326A，2015-9-2.

[5] 裴曉梅，李朝旺，許茂東，等.具有pH響應的二聚表面活性劑蠕蟲狀膠束體系[P].中國：CN108837772A，2018-11-20.