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环境响应型的功能化离子通道因在药物释放、生物传感、生物模拟及新能源材料等领域的突出地位而日愈受到关注。如何构建传输效率高、化学结构稳定、离子迁移机制明晰的离子传输通道,并应用于纳米科学、临床医学、生物化学等前沿交叉科学领域,是目前亟待解决的重要科学问题之一。本文以SBA-15为研究载体,在孔道内RAFT可控接枝功能型聚合物,构筑环境条件多响应离子通道,研究结果如下:(1)利用“Grafting from”的方法在介孔通道内壁上RAFT可控接枝聚合物聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA),构筑一种pH/温度双响应可控离子通道,在pH为4-10、温度为30-50℃范围内考察阴阳离子探针Fe(CN)64-/3-和Ru(NH3)62+/3+在离子通道内的传输迁移性能。PDMAEMA链长与结构不仅可控制介孔通道有效孔径,而且能促进离子在孔道内的传输速率。电化学阻抗谱(EIS)与循环伏安(CV)测试显示,聚合物聚合度DPn=75时为链长最佳,该条件下低pH时阴离子迁移速率大于阳离子。pH升高到10时,聚合物链去质子化导致阴离子迁移速率降低,此时升高温度到50℃可改变离子通道内聚合物链的结构,使得有效孔径增大,阴阳离子迁移速率都提高。(2)在介孔内壁先后引入聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)与聚丙烯酰胺基偶氮苯(PAAAB),构筑一种pH/温度/光三响应的可控离子通道。在最优聚合物链长条件下(DPn=75),通过控制两嵌段聚合物的结构可有效调控介孔孔道有效孔径。考察了在不同pH、温度、光照条件下离子的传输迁移特性。研究结果表明,介孔内壁的嵌段聚合物与接枝单一聚合物PDMAEMA相似,有显著的pH及温度响应性。而当紫外光照射时,偶氮苯聚合物PAAAB由反式变成顺式结构,亲水性增强,嵌段聚合物LCST也随之升高;随PAAAB含量的增加,LCST也逐渐升高。该结果表明pH、温度、光照三个外部条件可控制离子的选择性智能释放,在智能膜分离体系、微纳流控、电池隔膜等领域有潜在应用价值。