含有机自由基的DNA-树枝状阳离子脂质复合体的合成与充/放电特性

DNA是一种阴离子聚合电解质，能在水中被阳离子表面活性剂完全沉淀生成阳离子脂质-DNA复合物。DNA-阳离子脂质复合体可制备先进材料在一维半导体、非线性光学、场效应转化和光伏特效应等材料领域具有广阔的应用前景。设计合成新型含偶氮苯（AZO）、咔唑（CZ）、芘（PY）和蒽（Anth）的DNA-阳离子脂质复合体，表征它们的结构发现其DNA与阳离子脂质复合体的实际摩尔比为1:1.11,；这些DNA-脂质复合体能溶解在普通的有机溶剂中包括三氯甲烷、二氯甲烷、甲醇和乙醇，不溶于四氢呋喃、甲苯和水中。CD光谱显示DNA-阳离子脂质复合体的甲醇和三氯甲烷溶液具有稳定的双螺旋结构，而且该螺旋结构不随温度的改变而变化。在UV光照射下， DNA-阳离子脂质复合体侧链顺式偶氮苯基团会发生异构化转变成反式结构，在可见光作用下，反式偶氮苯结构又向顺式结构转变，但不能完全恢复到原来的状况，这些异构化转变对主链双螺旋结构没有影响。POM测试表明含有偶氮苯的DNA-阳离子脂质复合体表现出双折射液晶性能。DNA-lipid(2Cz)具有40%的荧光量子效率，不及相应的脂质体（76%），CV曲线表明DNA-lipid(2Cz)在0.65V有明显的氧化峰；DNA-lipid(PY)的荧光量子效率为27.8%，比相应的脂质体高，而DNA-lipid(Anth)的荧光量子效率（45.4%）不及其脂质体。DNA-阳离子脂质体在空气中的初始降解温度达到230℃，具有良好的热稳定性。我们还发现采用纳米石墨烯掺杂可提高有机自由基电池的充放电循环稳定性。通过计算化学研究了含TEMPO的衍生物的NO自由基在充放电过程中电子结构和相关信息。研究结果已发表SCI论文3篇，申请中国发明专利2项，为DNA脂质复合体先进材料的制备提供理论基础。