基于六苯并蔻的形状两亲化合物的合成、自组装与性能研究
结题报告
批准号:
21674004
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
沈志豪
依托单位:
学科分类:
B0309.高分子物理与高分子物理化学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张梦瑶、顾克骅、潘洪兵、张伟、吕晓林、肖安琪
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中文摘要
材料的性能不仅与其化学结构密切相关,分子在不同尺度的组装结构也有着重要影响。形状两亲分子作为一类可以形成丰富多级有序结构的分子而受到极大关注。本项目旨在结合对称性破缺和尺寸匹配的设计理念,选取具有良好电荷传输能力的六苯并蔻(HBC)为盘状基元,合成几个系列结构明确的盘状-棒状和盘状-香蕉型形状两亲分子,利用结构分析、热分析、显微技术等多种现代分析测试技术系统地研究其在本体和薄膜中的自组装行为,揭示形状参数、耦合/去耦合效应、手性中心、组成结构单元的掺杂等因素对于形状两亲分子自组装行为的影响。同时,利用电场、磁场等外场来调控形状两亲分子的自组装结构和取向。结合形状两亲分子中结构单元的功能性,建立形状两亲分子的半导体性质、铁电性/反铁电性等性能与其化学结构、自组装结构之间的关系,进行自下向上构建新型功能材料的探索。做出一批在国际上具有重要影响的工作,并获得原创性的具有自主知识产权的研究成果。
英文摘要
Properties of materials are not only closely correlated with their chemical structures but also strongly influenced by the self-assembled hierarchical structures of the molecules. Possible to form complex hierarchical structures, shape amphiphiles have attracted a lot of attention. One of the objectives of this proposed project is to synthesize several series of chemically precisely defined shape amphiphiles containing hexa-peri-hexabenzocoronene (HBC) as the disc-like component owing to its excellent charge carrier mobility. The molecular design will combine symmetry breaking and size matching. The other component in the shape amphiphiles will be a rod-like segment or a banana-shaped molecule. The self-assembling behaviors of the shape amphiphiles in bulk and in thin films will be systematically investigated by a combination of structural analysis, thermal analysis, microscopy, and other modern analytical techniques to reveal the impact of shape parameters, coupling/decoupling effect, chirality, and blending of composing units on the self-assembled structures. External fields such as electric field and magnetic field will be utilized to control the structure and the orientation of the self-assembly. With consideration of the functionalities of the composing units, the relationship between the properties (such as semiconducting and ferroelectric/antiferroelectric properties) and the structures (both chemical and self-assembled structures) of the shape amphiphiles will be established, and the preparation of new functional materials will be explored through a “bottom-up” approach. This project will lead to research works with significant impact in the international scientific community as well as creative research achievements with our own rights of intellectual property.
本项目旨在结合对称性破缺和尺寸匹配的设计理念,合成几个系列结构明确的盘状-棒状和盘状-香蕉型形状两亲化合物,系统地研究其在本体和薄膜中的自组装行为和结构-性能关系,揭示形状参数、手性中心、组成结构单元的掺杂等对于形状两亲分子自组装行为的影响,进行自下向上构建新型功能材料的探索。本项目取得的主要成果有:(1)制备了多种形状两亲分子,并获得了多种多级自组装结构;(2)揭示了体系中多种相互作用对形状两亲分子相行为的影响规律,实现了对自组装结构和尺寸的控制;(3)阐释了形状效应及对称性破缺对手性在不同尺度上的传递规律,阐明了观察到的宏观螺旋结构的形成机理。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acs.langmuir.7b00456
发表时间:2017
期刊:Langmuir
影响因子:3.9
作者:Gu Kehua;Zhang Mengyao;Zhou Yu;Han Mengying;Zhang Wei;Shen Zhihao;Fan Xinghe
通讯作者:Fan Xinghe
Hierarchically ordered structures of disk- cube triads containing hexa- peri- hexabenzocoronene and polyhedral oligomeric silsesquioxane
含有六六苯并六苯并多面体低聚倍半硅氧烷的盘立方体三元组的层次有序结构
DOI:10.1039/c8sm01037d
发表时间:2018
期刊:Soft Matter
影响因子:3.4
作者:Zhang Wei;Gu Kehua;Hou Pingping;Lyu Xiaolin;Pan Hongbing;Shen Zhihao;Fan Xing he
通讯作者:Fan Xing he
5 nm Ordered Structures Self-Assembled by C-2-Symmetric Hybrids with Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane and Hexa-peri-Hexabenzocoronene.
通过 C-2 对称杂化物与多面体低聚硅倍半氧烷和六邻六苯并苯自组装的 5 nm 有序结构。
DOI:10.1002/cphc.201900196
发表时间:2019
期刊:ChemPhysChem
影响因子:2.9
作者:Zhang Wei;Pan Hongbing;Lyu Xiaolin;Gu Kehua;Xiao Anqi;Shen Zhihao;Fan Xing he
通讯作者:Fan Xing he
Structural complexity induced by topology change in hybrids consisting of hexa-peri-hexabenzocoronene and polyhedral oligomeric silsesquioxane
由六六苯并六苯并苯和多面体低聚倍半硅氧烷组成的杂化物中拓扑变化引起的结构复杂性
DOI:10.1039/c7cc04897a
发表时间:2017
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Zhang Meng-Yao;Zhou Sheng;Pan Hong-Bing;Ping Jing;Zhang Wei;Fan Xing-He;Shen Zhihao
通讯作者:Shen Zhihao
Ordered structures and sub-5 nm line patterns from rod–coil hybrids containing oligo(dimethylsiloxane)
含有低聚(二甲基硅氧烷)的棒-线圈杂化物的有序结构和亚 5 nm 线图案
DOI:10.1039/d0cc04377j
发表时间:2020
期刊:Chemical Communications
影响因子:4.9
作者:Yang Weilu;Zhang Wei;Luo Longfei;Lyu Xiaolin;Xiao Anqi;Shen Zhihao;Fan Xing-He
通讯作者:Fan Xing-He
利用氢键构筑的强相分离嵌段共聚物及其小尺寸自组装结构的调控和功能化研究
  • 批准号:
    52373200
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    沈志豪
  • 依托单位:
聚离子液体-液晶高分子型嵌段共聚物的自组装及离子传导性质的研究
  • 批准号:
    51473005
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    沈志豪
  • 依托单位:
液晶嵌段聚电解质及其复合物的本体多层次有序结构的调控
  • 批准号:
    21174006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    沈志豪
  • 依托单位:
甲壳型液晶共聚物在超临界二氧化碳中的多尺度自组装结构
  • 批准号:
    20874003
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    沈志豪
  • 依托单位:
由甲壳型聚合物制备高正双折射的光学补偿膜的研究
  • 批准号:
    50743042
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    9.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    沈志豪
  • 依托单位:
国内基金
海外基金