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几类非常规液晶材料的合成与液晶态结构

王海涛  
【摘要】: 分子结构对聚集态结构的影响一直是基础科学研究的核心问题。深入理解聚集态结构及分子自组织过程,是实现功能材料设计的基础。本文针对液晶二聚体、多爪型液晶和香蕉形液晶研究中的一些热点问题,设计、合成了几类非常规液晶化合物,深入地研究了分子构造、形状,分子问微观相互作用等对其热致相变行为及液晶态结构的影响。主要研究结果如下: 一、设计并合成了系列含有联酰胺基团的二聚体(Nn、C16.n.C16等,n代表间隔基中的碳原子数):证明化合物Nn表现出插层近晶相,C16.n.C16表现出单分子层近晶相。变温红外光谱实验表明,分子间氢键仍然存在于近晶相,是Nn系列插层近晶结构的驱动力:但由于较长尾链的空间限制及较强的微相分离相互作用,C16.n.C16系列表现出单分子层结构。 二、设计并合成了一类多爪型1,3,4-(口恶)二唑衍生物,证明随着柔性链的增长,化合物分别表现出了长方柱状相和六方柱状相。X-射线衍射实验表明,在这些柱状相中,柱是由分子倾斜地堆积而形成的,每个柱截面包含两个分子。 三、研究了香蕉形液晶与十六烷共混体系(Nobow/Hex)的热致相变行为。结果表明,与纯的Nobow相比,Nobow/Hex混合体系B2相的区间变窄,B3相消失了,B4相基本不受影响。掺入的十六烷分子会抑制Nohow B4相的成核,使B4相的手性畴面积增大;B4相的手性取决于其成核过程,与B2相的层手性无直接关系。


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