论文部分内容阅读
小分子有机凝胶是一类可对外界刺激产生响应的智能材料。荧光凝胶因子不仅具有小分子有机凝胶的优点,在外界刺激下发生相转变时还伴随荧光变化,因此可用于传感器,荧光探针的设计合成。液晶,由于具备独特的物理化学和光学性能而被用作光电材料。且液晶超分子化学中两个重要的部分是偶氮苯和胆固醇,偶氮苯具有干净、快速可控的光响应性是众所周知的,胆固醇基团由于其手性和凝胶化性质而引起人们的研究兴趣。基于此,本论文设计合成功能型液晶凝胶因子,并详细研究了其自组装行为及性能。一、设计合成修饰有偶氮苯和四苯基乙烯(TPE)的胆固醇(Choi)衍生物,并通过改变偶氮苯和胆固醇之间的碳链长度,合成一系列凝胶因子(Cn-Chol,n=l,3,5)。通过凝胶性能测试发现C3-Chol和C5-Chol分子在单一和混合溶剂中可以通过π-π堆积作用力形成稳定的凝胶,而C1-Chol在所测试的溶剂中不能成胶,说明碳链在成胶过程的重要作用。然后通过扫描电子显微镜(SEM)对凝胶因子自组装的微观形貌进行研究,发现两种分子可以在成胶溶剂中形成多种手性螺旋结构,进一步通过圆二色谱(CD)对超分子手性进行初步探究。这两种化合物在成胶过程中伴随着着荧光增强,同时,也发现这类凝胶因子在紫外光照射下发生凝胶-溶液的相转变,并通过核磁共振(NMR)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行表征。二、由于将TPE引入偶氮苯和胆固醇液晶基元,对合成的凝胶因子的液晶性和发光行为进行研究。通过差示扫描量热仪(DSC)确定相转变温度,偏光显微镜(POM)确定液晶织构,小角和广角X射线散射(SAXS和WAXS)最终确定液晶相以及液晶自组装结构。研究结果证明合成的三种分子都可以形成近晶型A相液晶,而其中C3-Chol和C1-Chol降温过程产生的液晶相在室温下可以稳定存在,而C5-Chol分子在加热过程没有液晶相出现,降温过程有两相液晶存在。此外,三种分子都具有AIE现象,说明成功构建了一类发光液晶分子。