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光功能调控双组份软物质体系

曹新华  
【摘要】:分子自组装过程广泛存在于自然界,通过这种自组装方式使得人类和自然得以繁荣发展。同时自组装也为人们模拟和研究自然界许多奇妙的现象提供了很好的手段。因此,设计环境响应超分子多功能材料日益受到人们的重视。本论文合成了带有长烷基链的氨酰亚胺的有机小分子凝胶因子,通过加入另一能够发生相互作用的有机分子,从而实现对整个自组装体系的功能化和可控化;在此基础上尝试制备光开光功能的发光纳米粒子,实现细胞中纳米粒子的跟踪。全文包括以下三部分: 1.含二芳烯的自主装体系中对荧光和形貌的调控 三聚氰胺由于能够形成多氢键而在自组装的研究中扮演着重要角色。我们利用三聚氰胺的这一特点合成并重点研究了新型的萘酰亚胺凝胶因子在与端基为三聚氰胺的二芳烯衍生物在乙酸乙酯中形成的自组装体系。研究发现,通过紫外光和可见光对二芳烯结构的调控,使分子结构的共轭性发生可逆的转变,从而可影响整个自组装体系的分子间的相互作用。这一改变导致自组装体系的形貌和荧光发生可逆变化,而形貌的变化又使形貌表面的润湿性能发生变化。这一研究为推动二芳烯在多功能智能材料方面的理论研究和应用奠定了一定的基础。 2.铱配合物诱导的白光有机/无机杂化凝胶 我们利用萘酰亚胺化合物和铱配合物分子间的能量转移,设计合成了蓝光发射的有机小分子凝胶和白光发射的杂化凝胶。铱配合物有着比较宽的吸收图谱,和萘酰亚胺化合物的发射光谱发生有效的重叠,满足分子间能量转移的条件。通过研究它们在溶液态和凝胶态的能量转移现象,发现无论在溶液中还是在凝胶中,能量转移的效率都随着受体的量增加而增大。同时,铱配合物的添加并没有影响到萘酰亚胺化合物的自组装行为。正是由于添加铱配合物诱导了分子间的能量转移,实现了白光凝胶的成功制备。 3.双模式发光纳米粒子的制备及其细胞成像应用探索 我们利用反相微乳法合成了水溶性的UCNPs纳米粒子,通过化学键在氨基上连接具有光致变色的二芳烯衍生物BTE。初步的细胞外实验证明了光开光功能,同时在光稳态可有效地通过980nm连续激发而重新点亮纳米粒子,为纳米粒子在细胞或活体中实时成像探索新的途径。但遗憾的是,在细胞中实验发现,有机化合物配体与上转换纳米粒子发生解离。尽管实验没有达到预期的目的,但也为我们进一步设计功能化的纳米粒子提供一定的理论和实际经验。


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