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表面活性剂包埋多金属氧簇复合物的液晶性研究

李文  
【摘要】:杂多酸是一类重要的无机多阴离子簇,它在光、电、磁等方面具有潜在的应用。然而其自身的不足如高的晶格能、低的pH值稳定性以及高的水溶性等限制了它作为材料器件的发展和应用。用阳离子表面活性剂静电包埋杂多酸所形成的复合物被认为是一类超分子软材料,它能够被加工成结构各异的组装体。有意义的是,复合物组织结构的不同也导致了其物理性质上的差异。考虑到复合物结构和性质间的模型关系,我们将杂多酸簇引入液晶体系中,希望利用液晶分子灵活的自组织性质实现复合物组装结构的可逆转变,进而为开发含杂多酸的开关器件和存储材料提供有益的探索。首先用简单的双十八烷基二甲基溴化铵表面活性剂分子包埋椭球形杂多酸形成有机/无机复合物,期望利用杂多酸形状的各向异性和表面活性剂的取向排列获得液晶性复合物。然而,热分析结果证实,该类复合物并不具有热致液晶性。我们设计合成了含有偶氮基的表面活性剂,并用同样的方法包埋了椭球形杂多酸。结果表明,将含有介晶基团的表面活性剂静电吸附到多酸表面,能够诱导复合物表现出热致液晶行为。我们注意到含联苯基表面活性剂包埋的杂多酸复合物展示出更加典型的液晶行为。此外,随着表面活性剂烷基链长度的变化,复合物液晶行为也发生相应的改变。因此,我们进一步考察了在温度变化过程中复合物的相行为以及烷基链的动力学变化。同时,研究了杂多酸表面电荷数以及杂多酸的形状对复合物液晶行为的影响。实验结果表明,通过选择形状和电荷不同的杂多酸可以调节复合物的相转变温度。


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