【摘 要】
：
自然界中,自组装现象是非常普遍的。在自组装的过程中得到的有序结构是由基本单元通过非共价作用力自发作用的结果。为了了解自组装过程以及各种非共价作用力,除了选用常见的原子、分子作为基本单元,同样可以选用新型的“分子纳米粒子”作为研究对象进行实验探索。分子纳米粒子通常具有精确的化学结构以及表面功能,可以对其进行精确改性。常见的分子纳米粒子包括富勒烯(C60)、杂多酸（POMs）、倍半多面体硅氧烷（POS
论文部分内容阅读
自然界中,自组装现象是非常普遍的。在自组装的过程中得到的有序结构是由基本单元通过非共价作用力自发作用的结果。为了了解自组装过程以及各种非共价作用力,除了选用常见的原子、分子作为基本单元,同样可以选用新型的“分子纳米粒子”作为研究对象进行实验探索。分子纳米粒子通常具有精确的化学结构以及表面功能,可以对其进行精确改性。常见的分子纳米粒子包括富勒烯(C60)、杂多酸（POMs）、倍半多面体硅氧烷（POSS）等。该类分子纳米粒子具有刚性、表面可精确修饰、对称性高等优点。在之前的研究中,研究者将刚性的分子纳米粒子通过共价键改性的方式得到多样的双亲性杂化分子,该类杂化分子在溶液中自组装得到不同的组装结构。在非共价键改性方面,带有电荷的柔性表面活性剂包覆的刚性分子纳米粒子也可以自组装得到多种组装结构。在以上研究的基础上,可以进一步探究双刚性分子纳米粒子在非共价键作用下的溶液自组装。本文研究的分子纳米粒子为Keggin型杂多酸中的钨硅酸(H4Si W12O40,简称HSiW),氨丙基七异丁基多面体倍半硅氧烷(Si8O12NC31H71,简称BPOSS-NH2),改性得到的三甲基碘化丙基铵七异丁基多面体倍半硅氧烷(Si8O12NC34H78I,简称BPOSS-N（CH3）3I)。具体研究内容如下:1.BPOSS-NH2/HSiW与BPOSS-N（CH3）3I/HSiW杂化分子的合成与表征将BPOSS-NH2溶于氯仿,HSiW溶于甲醇,按照BPOSS-NH2与HSiW的摩尔质量比为4:1,3:1,2:1,1:1将溶液混合。溶液中BPOSS-NH2的氨基与HSiW上的H+发生NH2+H?NH3+的可逆反应,BPOSS-NH2与HSiW在质子化作用下得到BPOSS-NH2/HSiW型杂化分子。将BPOSS-N（CH3）3I与HSiW按照摩尔质量为4:1,3:1,2:1,1:1的比例在丙酮溶液中混合。溶液中BPOSS-N（CH3）3I会与HSiW发生复分解反应,进而得到BPOSS-N（CH3）3I/HSiW型杂化分子与HI。利用红外,核磁,热重分析等表征,发现杂化分子中的分子纳米粒子在存在非共价作用力时也可以保持结构完整性。BPOSS-NH2与HSiW的投料比为4:1时,以最佳摩尔比3.8相互结合,BPOSS-N（CH3）3I与HSiW的投料比为4:1时,以最佳摩尔比为4相互结合。2.BPOSS-NH2/HSiW型杂化分子的溶液自组装对BPOSS-NH2/HSiW杂化体系的溶液自组装进行观察,发现该类杂化分子在不同的溶剂体系下得到了不同的自组装结构。在丙酮与水体积比为1:9时可以得到层状堆叠的二维纳米片,纳米片为层状排列,层间距为3.02 nm。但是当溶剂体系换为四氢呋喃与水体积比为3:7时,该类杂化分子在足够长的时间（1周）可以自组装得到结构较为完整的囊泡结构。通过对中间过程的观察,发现杂化分子在较短时间内（30分钟）首先组装为棒状结构或者球壳结构。随着组装时间的增加,组装体内的分子会发生重排,纳米球的缺口逐渐减小（24小时）,随着时间的继续增加,杂化分子会形成具有片层结构的囊泡结构。实验发现尽管改变两组分的摩尔比,但是得到的自组装结构一致。通过TEM与XRD表征发现在组装过程中一个HSiW分子会倾向于与四个BPOSS-NH2反应,以BPOSS-NH2与HSiW摩尔比例为4进行溶液中杂化分子的自组装。由于杂化分子在不同溶剂体系下受到的溶剂作用力也存在差异,进而在不同溶剂条件下得到不同的组装结构。3.BPOSS-N（CH3）3I/HSiW型杂化分子的溶液自组装选用不同的溶剂体系,对BPOSS-N（CH3）3I与HSiW发生复分解作用形成的杂化分子同样进行了溶液自组装的观察与研究。实验发现在丙酮与水体积比为1:9时,可以得到层间距为3.04 nm的堆叠二维纳米片。当溶剂体系为四氢呋喃与水体积比为3:7时,杂化分子自组装得到的结构为一维带状结构,层间距同样为3.04 nm。将溶剂体系进一步改变为四氢呋喃与水体积比为5:95时,杂化分子可以在很短的时间内自组装形成内部具有不规则结构的纳米球。继续改变溶剂体系,即丙酮与正己烷体积比为4:6时,会得到内部含有片层结构的梭状组装体。实验说明在不同的溶剂体系下,得到的双亲性分子会与溶剂相互作用,进而使得分子的排列参数达到最佳,得到不同的组装结构。
其他文献
随着我国绳网具行业的快速发展,自动化、信息化生产体系的建设已成为企业转型的关键环节。水下拦截网的生产要经过并丝、编织、织网、组装等几大主要流程,作为智能绳网装备,在岛礁水下防御、反蛙人、反潜艇、核电站等海洋防务系统中有重要应用。由于部署环境的多样,水下拦截网的材质、尺寸、性能等各异,具有多品种、变批量、生产工艺复杂的生产特点,复杂的结构参数与生产工艺参数对生产管理造成严重挑战。当前人工的业务流程传
可达性查询用于研究图中给定源点和终点之间是否存在一条可达路径,基于权值约束的可达性查询是可达性查询的其中一种,用于回答给定两个查询的顶点之间是否存在一条路径,并且其每条边上的权值都满足给定的约束条件。相较于传统的可达性查询,权值约束的可达性查询在实际生活中更有意义,如基因蛋白质生物网络、通信网络、道路交通网络等,这些图的边上往往会记录包含特定信息的数据以描述顶点之间关联性的强弱程度,而这种关联的约
许多量子协议的一个关键要求是使用特定的光量子态作为信息处理的资源,因此研究各类光场量子态具有重要的意义。量子态可分为高斯态和非高斯态。虽然高斯态的实验可行性使高斯量子信息处理取得了巨大成功,应用在很多任务中,但是如果仅限于高斯态,许多重要的量子增强信息处理协议得不到执行,如量子纠错、量子照明和相干态的最佳克隆等。因此,对实验量子光学来说,制备高质量的非高斯量子态的意义重大。一种相对简单的引入非高斯
等离子体广泛存在于宇宙中,含有带电固体或液体颗粒的等离子体被称为复杂等离子体（或尘埃等离子体）。由于在等离子体环境中,正电荷和负电荷的流入会使颗粒携带有正电或负电,在强耦合的复杂等离子体中,颗粒会被限制在一层中形成六方晶格,这被称为等离子体晶体。等离子体晶体的发现,让人们对复杂等离子体的研究兴趣大增。二元复杂等离子体中包含两种不同粒子,这两种粒子在一定条件下可以形成二维的正方形晶格。通过朗之万动力
随机微分方程的数值解问题已经被许多学者所研究,近几年有了一种新的数值方法——截断法。截断方法对于高度非线性方程能保证收敛性。在金融、生物等领域有许多模型,只有当随机微分方程的解为正时才有实际意义,而截断方法对于这些模型不能保证方程的数值解为正。本文采用一种显式保正性的数值方法,更确切地说,是显式对数截断方法。为了研究更一般的随机微分方程数值解的正性,本文从部分截断方法入手。研究中的主要问题是,当随
本文主要给出了一类带马氏切换的由稳定过程驱动方程所对应的调和函数与若干分布的刻画和估计.首先,证明了由稳定过程驱动方程的解对应的调和函数在系数满足一定条件下,其经典解满足极大值原理;其次,利用Green函数方法建立了方程弱解在一定条件下满足的极大值原理;再则,研究了由带马氏切换布朗运动驱动的随机微分方程的若干显式分布的刻画和估计问题,借助Bessel函数,Laplace变换和时变的技巧得到了带马氏
石墨烯作为固体润滑剂在微/纳米机电系统中具有巨大的应用潜力。本文首先通过接触式光刻法与湿法刻蚀在Si O2/Si基底上制备出直径为3μm的圆孔,将石墨烯覆盖于孔上,形成无基底的悬浮石墨烯结构。测量与比较悬浮与支撑石墨烯的摩擦与力学性能后,得出如下结果:（1）将石墨烯悬浮可以起到减少摩擦力的效果。通过计算得到原子力显微镜针尖与悬浮石墨烯的接触面积更大。由于石墨烯在刚性基底上受到几何约束,针尖摩擦过程
本文主要研究一类带有阻尼项的广义Navier-Stokces方程.首先证明了当β>1和0<α2和0<α<3/4时,弱解的L2衰减性.全文共分为四章,主要内容和结果如下:第一章,在第一节中介绍了带有阻尼项的三维广义Navier-Stokes方程的研究背景,第二节中介绍了研究
二氧化钒（VO2）是一种强关联电子材料,在68℃附近会发生一个显著的绝缘态（单斜相）到金属态（金红石相）的超快速转变。伴随着这种可逆且稳定的相变的产生,VO2的诸多性质,包括电阻,光学透过率,红外和热学特性也会剧烈变化。有鉴于此,近年来VO2已经被广泛地研究和应用于光电子开关,智能窗,传感器和存储器等领域。为了满足特定功能器件的要求和探索更多新的可能性,许多方法已经被用来合成高质量VO2薄膜,包括
本文研究了带有2个记忆项的一维热弹性Ⅲ型Timoshenko系统.首先通过半群理论得到了系统解的整体存在性结果,然后通过构造一系列的乘子方程以及Lyapunov函数证明了系统解的能量衰减性结果并且得到了吸收球的存在性,最后通过选取适合的符号空间∑,从而得出过程族UF（t,τ）,随后利用一致压缩函数的方法证明了过程族UF（t,τ）的一致渐近紧性,进而得到一致吸引子的存在性结果.