智能型蠕虫状表面活性剂胶束专利综述

朱晨 杨平

摘 要 智能型蠕虫状胶束是指在构成表面活性剂的分子中引入具有环境刺激响应的功能基团，刺激因素包括浓度、温度、光、添加剂、pH等。本文介绍了具有光、pH、温度响应的智能型蠕虫状胶束的相关专利，并展望了其应用前景。

关键词 表面活性剂;蠕虫;胶束

表面活性剂发生自组装行为后会形成囊泡、液晶、球状胶束、棒状胶束、蠕虫状胶束、巨胶束等有序结构[1]。蠕虫状胶束也称为棒状胶束、线状胶束、圆柱形胶束、细长胶束、巨型胶束等，当表面活性剂浓度增加或有外电解质（如盐）加入的情况下，胶束的尺寸会沿着一维方向增加，同时能够相互缠绕交叠，构成柔性的三维网络空间结构，使溶液表现出凝胶的性质，具有明显的黏弹性。

蠕虫状胶束被广泛应用于催化化学、柔性材料制备、生物医药、护肤品、涂料、油田化学等领域。智能型蠕虫状胶束是指在构成表面活性剂的分子中引入具有环境刺激响应的功能基团，刺激因素包括浓度、温度、紫外光、添加剂、pH等。近年来，对这类巨型胶束的研究一直处于热点领域。本文综述了在专利中常见的几种智能蠕虫状胶束的类型，并展望了该类智能蠕虫状胶束的前景。

1几种常见的智能型蠕虫状表面活性剂胶束

1.1 光响应型蠕虫状胶束

光具有简单易得、携带操作方便等优点，并且许多基团都具备光刺激响应性，如偶氮苯基团、二苯乙烯基团等，将特定的光响应基团引入到表面活性剂分子中，在一定波长照射下，表面活性剂分子就会发生变化，进而改变表面活性剂分子的自聚行为。

陈亚芍等人[2]研究了可形成蠕虫状胶束的光响应型季铵盐类阳离子表面活性剂及其合成方法，其具体涉及如下结构的表面活性剂：

式中R代表C8～C16的直链烷基。

该蠕虫状胶束具有良好光响应性及杀菌性，可用于光信息存储、杀菌、驱油等领域。

齐丽云等人[3]研究了一种光响应表面活性剂聚集体的制备方法：将α-羧基长链烷基二甲基氧化胺和光致生酸剂加入到水中，经过光照后，即生成所述光响应表面活性剂聚集体。该结构可使光响应聚集体承接pH响应，使得pH响应流体转变为可以实现远程操作，无线驱动，易于实现实时精确调控的光响应流体。

1.2 pH响应型蠕虫状胶束

李嘉诚等人[4]研究了一种智能型蠕虫状胶束，制得油酸钠/有机阳离子盐体系，该蠕虫状胶束黏度大，对pH的变化敏感，具有一定的响应性智能，在药物的控释等领域具有很大的应用潜力。

裴晓梅等人[5]研究了具有pH响应的二聚表面活性剂蠕虫状胶束体系，具有灵敏的pH响应性能和酸碱双响应性的可逆开关，当向原有的溶液中滴加少量的酸或者碱时，溶液黏弹性立即发生变化。在连续的pH变化下，该聚集体的形态表现出从低黏度溶液到极其黏弹性蠕虫状胶束到聚集体消失的连续形态转变，并可實现多次黏弹性循环。

pH是一种易于控制的环境因素，若能通过改变体系pH而实现蠕虫状胶束的制备，并使该过程可逆，将具有十分重要的意义。

1.3 温度响应型蠕虫状胶束

胡益民等人研究了咪唑类表面活性剂及其形成的温度增稠型蠕虫状胶束，结构式如下：

该结构形成的具有温度响应蠕虫状胶束温度响应范围较广，为30～80℃，适用于油田增稠剂、润滑剂等领域。

赵明伟等人研究了三重刺激智能响应型蠕虫胶束体系，形成的蠕虫胶束对光、pH、温度刺激智能响应，并且都具有可逆性，在油田开发、药物释放等领域具有较大应用潜力。

2智能型蠕虫状表面活性剂胶束的应用前景

近年来，刺激响应型胶束以其高敏感性和响应性得到越来越多的关注。然而，目前智能型蠕虫状胶束的研究还主要集中在基础理论，应用开发才刚刚起步，涉及智能蠕虫状胶束的专利也主要是以高校申请为主，涉及企业研究的较少。由于蠕虫状胶束在催化化学、生物医药、护肤品、油田化学等众多领域的广泛引用，且智能蠕虫状胶束因其可实现远程操作，无线驱动等，势必存在广泛的应用前景。目前，在小分子聚合物和材料科学等领域不仅出现了上述响应，也出现了很多新的智能响应体系，如磁场响应超声响应、气体响应等，这也为智能型蠕虫状胶束的研究带来了新的方向。

参考文献

[1] 陈维玉，曹绪龙，祝仰文，等.pH调控蠕虫状胶束研究进展[J].精细石油化工进展，2015（6）：12-16.

[2] 陈亚芍，员乐，张晶，等.可形成蠕虫状胶束的光响应型季铵盐类阳离子表面活性剂及其合成方法[P].中国：CN106902702A，2017-6-30.

[3] 齐丽云，张萌，包浩，等.一种光响应表面活性剂聚集体的制备方法[P].中国：CN109621835A，2019-4-16.

[4] 李嘉诚，冯玉红，林强，等.一种智能型蠕虫状胶束的制备方法[P].中国：CN104874326A，2015-9-2.

[5] 裴晓梅，李朝旺，许茂东，等.具有pH响应的二聚表面活性剂蠕虫状胶束体系[P].中国：CN108837772A，2018-11-20.