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小分子凝胶的自组装结构调控、超分子手性与功能化

刘鸣华  
【摘要】:近年来,小分子凝胶由于其成胶分子可以精巧而准确地设计,并且可以有效地通过外界条件的调控而组装成功能软物质材料而得到广泛关注。在凝胶体系中,胶凝剂分子通过自组装形成有序结构如纤维,纳米管等,这些凝胶纤维交织成三维网络结构继而固定溶剂,也为纳米结构的可控合成提供了机会。有关这些超分子凝胶的研究,一方面对分子的设计给予关注,另一方面更加重视其功能化研究。本报告基于谷氨酸分子设计了一系列的胶凝剂分子,研究了这些分子体系在有机溶剂或者水中的成胶性质以及自组装结构。特别是,这些分子具有手性,我们进一步研究了凝胶体系中从分子手性到超分子手性以及纳米结构手性的产生。基于这些手性体系,开拓了一系列的功能。通过有效的分子设计我们开发了广谱性的胶凝剂:具有使绝大多数有机溶剂成胶的能力,具有使大部分的有机分子成胶的能力;我们开发了纳米管体系,在大多数有机溶剂以及混合溶剂中可以成胶,可以通过成胶包裹很多其它分子体系(如图);基于超分子手性传递,我们开发了具有分子识别作用的凝胶体系;利用外消旋体系,我们成功组装成了螺旋结构的超分子体系,可以用来识别手性分子。此外,某些凝胶体系还具有不对称催化功能。

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