基于分子纳米粒子的超分子液晶的合成、表征和性能研究
批准号:
21774090
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
屠迎锋
依托单位:
学科分类:
B0504.高分子功能材料化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
高凌锋、李志凯、朱祥、张敏志、胡义、贺冲、徐思源、王万明
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中文摘要
本项目研究由分子纳米粒子(碳硼烷、富勒烯和笼型多面体齐聚倍半硅氧烷POSS)构筑超分子液晶的方法,从而解决这类体积较大的分子纳米粒子难以由常规方法构筑液晶的问题,以使分子纳米粒子的性能与液晶的响应性能等结合起来。提出基于超分子液晶的形成原理,由柔性间隔基连接可修饰分子纳米粒子和柔性链基团,通过分子纳米粒子的相互作用及其与柔性基团的微相分离作用自组装形成片层超分子聚集体,并进一步自组织成近晶相超分子液晶。系统研究不同分子纳米粒子、柔性链长度和极性、柔性间隔基长度等因素对形成的超分子液晶相态、结构和性能的影响,总结规律。研究碳硼烷超分子液晶的折光指数和肿瘤治疗性能,富勒烯超分子液晶的光电性能,POSS超分子液晶的介电常数性能等。通过液晶对外场的响应性,研究将分子纳米粒子进行有序排列的方法。
英文摘要
The method to construct supramolecular liquid crystals based on molecular nanoparticles (carbaboranes, fullerenes and polyhedral oligomeric silsesquioxane) is studied in this project, in order to combine liquid crystals’ stimuli-response properties with the molecular nanoparticles’ supreme properties. The problem lies in the big size of these particles, which is hard to construct liquid crystals by common molecular liquid crystal building theory. The design principle is based on the formation method of supramolecular liquid crystals. By covalently linking molecular nanoparticles with soft chains segments via flexible spacer, the molecular nanoparticles self-assemble to form lamella layers by the interaction between molecular nanoparticle themselves and the phase segregation between the molecular nanoparticles and the flexible segments, while smectic supramolecular liquid crystals formed by the self-organization of lamella layers. The influence of different types of nanoparticles, soft chain length and polarity, flexible spacer length on the supramolecular liquid crystals’ phase and hierarchical structure will be studied. The supramolecular liquid crystals’ properties will be studied, especially the refractive index and cancer therapy properties from carbaborane liquid crystals, the opto-electric properties from fullerene liquid crystals, and the low dielectric constant properties from polyhedral oligomeric silsesquioxane liquid crystals. With the liquid crystals’ external stimuli response properties, the organization of nanoparticles under external field will be studied.
本课题针对体积较大的分子纳米粒子长宽比较小,因此难以形成液晶的问题,采用构筑分子纳米粒子嵌段分子,通过嵌段分子之间的微相分离及超分子相互作用发生超分子自组装,形成长宽比较大的符合液晶形成要求的自组装聚集体,并进一步自组装形成超分子液晶。建立了通过富勒烯嵌段分子自组装形成二维晶体片层并进一步自组装构筑热致型超分子液晶的方法;系统研究了柔性烷氧基尾链长度、柔性间隔基长度、液晶基元和分子纳米粒子大小对自组装结构及形成的超分子液晶相的影响,发现柔性烷氧基尾链的长度主要控制二维晶体片层中所含富勒烯层数和二维晶体片层之间的距离,当其较短时,柔性嵌段所能稳定的富勒烯表面相对较少,因此自组装形成的二维晶体片层中所含富勒烯层数较多。提出了通过嵌段分子的层层有序翻转来消除界面不匹配,并由此形成具有层内有层的超晶格结构的超分子液晶的理论。当柔性间隔基较长而柔性尾链较短时,嵌段分子倾向于形成具有超晶格结构的超分子液晶。对其性能的研究发现,随着烷氧基尾链长度增加,其电子迁移率相应减小,但具有超晶格结构的超分子液晶具有最高的电子迁移率。将两种不同的分子纳米粒子(C60、C70、碳硼烷、三联吡啶等)直接相连的嵌段分子,其不能形成热致型超分子液晶,但基于富勒烯和三联吡啶的嵌段分子可作为表面修饰层应用于反式钙钛矿太阳能电池中,具有很高的转化效率,并可大大提高其稳定性和耐候性。
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:10.1016/j.polymer.2020.123202
发表时间:2020-11
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Zhao Yiming;Gao Lingfeng;Lu Huanjun;Li Xiaohong;Tu Yingfeng;Chang Taihyun
通讯作者:Chang Taihyun
Preparation of low molecular weight cyclic polystyrenes with high purity via liquid chromatography at the critical condition
临界条件液相色谱法制备高纯度低分子量环状聚苯乙烯
DOI:10.1016/j.polymer.2017.12.020
发表时间:2018
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Gao Lingfeng;Oh Joongsuk;Tu Yingfeng;Chang Taihyun
通讯作者:Chang Taihyun
Effect of Block Number and Weight Fraction on the Structure and Properties of Poly(butylene terephthalate)-block-Poly(tetramethylene oxide) Multiblock Copolymers
嵌段数和重量分数对聚对苯二甲酸丁二醇酯-嵌段-聚环氧丁烷多嵌段共聚物结构和性能的影响
DOI:10.1021/acs.macromol.0c02793
发表时间:2021-03
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Xie Hui;Lu Huanjun;Zhang Zhilan;Li Xiaohong;Yang Xiaoming;Tu Yingfeng
通讯作者:Tu Yingfeng
The Effect of Trifluoroacetic Acid on Molecular Weight Determination of Polyesters: An in Situ NMR Investigation
三氟乙酸对聚酯分子量测定的影响:原位 NMR 研究
DOI:10.1007/s10118-021-2605-0
发表时间:2021-07
期刊:Chinese Journal of Polymer Science
影响因子:4.3
作者:Tu Yan-Yan;Wan Xue-Ting;Huan Jie;Zhu Xiang;Li Xiao-Hong;Tu Ying-Feng
通讯作者:Tu Ying-Feng
Effect of Fullerene Volume Fraction on Two-Dimensional Crystal-Constructed Supramolecular Liquid Crystals
富勒烯体积分数对二维晶体结构的超分子液晶的影响
DOI:10.1002/asia.201801334
发表时间:2019
期刊:Chemistry-An Asian Journal
影响因子:4.1
作者:Shen Peng;Zhang Xiaoyan;Lu Huanjun;Su Zebin;Zhou Yi;Song Bo;Li Xiaohong;Yang Xiaoming;Tu Yingfeng;Li Christopher Y
通讯作者:Li Christopher Y
基于级联聚合制备聚酯基弹性体的聚酯化学回收高值化新路线
- 批准号:22231008
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:280万元
- 批准年份:2022
- 负责人:屠迎锋
- 依托单位:
牺牲键强度可调的高强韧热塑性弹性体的制备及性能研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:屠迎锋
- 依托单位:
新型多嵌段交替聚醚酯共聚物的合成和性能研究
- 批准号:21474067
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:89.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:屠迎锋
- 依托单位:
高富勒烯含量超分子液晶的合成、结构表征和性能研究
- 批准号:21274099
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:屠迎锋
- 依托单位:
侧链型C60富勒烯聚酯的合成及性能研究
- 批准号:21074079
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:屠迎锋
- 依托单位:
国内基金
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