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芴类衍生物是一类性能优良的蓝光发光材料,通过在芴或芴酮的2、7或9号位上引入不同基团,可得到一系列衍生物。分子自组装形态与分子的尺寸形状、官能团及分子间作用力有关。本文选择了两种不同的芴衍生物体系,用扫描隧道显微镜(STM)研究了分子在液/HOPG界面的自组装行为,并探讨了分子的结构基元、溶液浓度及溶剂对自组装结构的影响。主要研究内容和创新性结果如下:1.设计并合成了中间结构基元不同的三种芴类衍生物,分别为:N1,N6-双(9H-芴-9-亚基)正己烷-1,6-二胺(DFHD)、N1,N12-双(9H-芴-9-亚基)正十二烷-1,12-二胺(DFDD)以及对苯二胺与9-芴酮的共晶(NA-FN)。对比研究了三种物质的三维晶体堆积情况以及在饱和的辛苯溶液/HOPG界面的自组装行为。实验结果表明二维自组装结构与三维晶体排列间存在一定的联系,且液/固界面各种弱共价键作用力的竞争作用,是造成二维自组装结构与三维晶体排列不同的主要原因。2.以十六烷作为溶剂,研究了2-羟基-7-十五烷氧基-9-芴酮(HPF)分子在不同浓度的十六烷/石墨界面的自组装现象,考察了浓度对于手性自组装结构的影响,并探讨了共吸附的溶剂对于手性结构的诱导机制,外消旋结构的形成机制以及多形态结构的热动力学机制。浓度诱导现象说明在自组装过程中,溶剂分子不仅仅起到分散的作用,还可通过微弱调节分子与分子、分子与基底间的相互作用来调节手性自组装单层膜。3.系统研究了HPF分子在不同脂肪烃溶剂的液/石墨界面自组装,所使用溶剂包括正十五烷、正十四烷、正十三烷和正十二烷。结合HPF分子在十六烷/石墨界面的自组装行为,总结了分子在不同浓度不同长度的脂肪烃溶剂/石墨界面的自组装结构类型、晶胞参数及堆积密度。经过分析,我们知道溶剂的烷基链长度与分子自组装结构有关,烷基链与分子侧链长度越接近,出现的结构种类越多;烷基链越短,结构转变越迅速,分子排列越紧密。我们的实验结果说明选择合适的溶剂可以有效构筑和调节二维手性自组装单层膜。