两亲分子有序组合体解析.ppt

两亲分子有序组合体之溶致液晶 报告人：梁德建 学号2008-06-01 液晶的发现历史 1888 年奥地利植物学家 F. Reintzer 加热胆甾醇苯甲酯晶体时首先报道发现，介于固相和液相之间的一种相态（热致液晶） 1889 年德国物理学家 O. Lehmann 将其命名为液晶 1895 年 O. Lehmann 发现表面活性剂油酸铵水溶液也能形成液晶（溶致液晶） 液晶的特点 兼有晶体的各向异性和液体的流动性 液晶的种类 溶致液晶的结构 当表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度以上时，表面活性剂分子相互缔合成胶束；随浓度继续增大，胶束进一步缔合成液晶。 表面活性剂固体与溶剂混合时，溶剂浸入固体晶格中，形成夹心结构。溶剂的浸入，破坏了晶体的取向有序性，使其具有液体的流动性。 随着溶剂的不断加入，可以转变为不同的液晶态。 溶致液晶的相态 溶致液晶的相态 影响溶致液晶行为的因素 SAa 浓度对溶致液晶相行为的影响 应用举例-1：模板合成介孔分子筛 在水热条件下采用溶致液晶作为模板，利用其导向作用首次合成了内径 1.5~10 nm 的介孔分子筛，突破了传统分子筛的孔径范围（ 1.5 nm，微孔）。制备的介孔分子筛在材料领域有重要意义。 介孔分子筛很好地复制了六方液晶的结构。孔的大小可以通过改变表面活性剂烷基链长或改变浓度来调控。 应用举例-2：模板合成 ZnSe半导体 溶致液晶模板法的优点 其他应用 总结 溶致液晶是由表面活性剂和溶剂组成的混合体系，具有较为丰富的液晶相态 随着表面活性剂浓度的变化，溶致液晶的相态也随之发生相应变化 溶致液晶作为模板在纳米材料的合成领域有着重要作用 溶致液晶在生物、医学等领域也有着广泛的应用 * * 报告内容简介 液晶的发现历史 1 液晶的特点与种类 2 溶致液晶及其相态介绍 3 溶致液晶的应用举例 4 总结 5 溶致液晶 热致液晶 由表面活性剂和溶剂（通常为水）组成 液晶行为由表面活性剂的浓度变化引起 液晶行为同时也受到温度的影响 一般为单一组分化合物 液晶行为由温度引起，并只在一定温度范围内存在 熔点 清亮点 典型的热致液晶DSC曲线 层状相 (lamellar) SAa 含量 80% ~85% 立方相 (cubic) SAa 含量 60% ~75% 六方相 (hexagonal) SAa 含量 20% QII, VII 反立方相 QI, V1 各向同性 非常粘稠 正立方相 立方相 HII, MII 反六方相 HI, MI 各向异性 双折射 粘稠 正六方相 六方相 Lα,β,γ 各向异性 双折射 中等粘度 层状相 符号 光学性质 表观特征 名称 表面活性剂分子烷基链的长度 一般当 C 6 时不会出现液晶相； C 12 时只有层状相、立方相；C 增加到 20 时会出现三种相态。 温度 添加剂 SAa 浓度 表面活性剂固体 层状相液晶 立方相液晶 六方相液晶 胶束 溶液 水 水 水 水 水 液晶相行为 随 SAa 浓度变化 利用溶致液晶作为模板合成介孔 MCM-41 分子筛 J. S. Beck et al., J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 10834 surfactant cation: CnH2n+1(CH3)3N+, n = 8,9,10,12,14,16 几种介孔 MCM-41 分子筛的 TEM 图像 J. S. Beck et al., J. Am. Chem. Soc., 1992, 114, 10834 G. N. Karanikolos et al., Nanotechnology, 2006, 17, 3121 PEO-PPO-PEO /水/对二甲苯形成的溶致液晶模板体系下合成 ZnSe 量子点及其 HRTEM 图像 G. N. Karanikolos et al., Nanotechnology, 2006, 17, 3121 ZnSe 中空纳米球 ZnSe 纳米管 材料的结构可以事先设计 反应条件温和，过程有较好的可控性 模板易于构筑且结构具有多样性 医学领域：胶囊的囊壁材料；药物控制释放基体；药物传输材料等 化学反应领域：为反应物提供了一个有序的微环境，可能提高某些反应物的活性，以及提高催化反应的选择性 生物领域：非水溶剂生物催化反应；影响膜的离子渗透性