新型低分子量有机凝胶的设计、合成及光学性质研究文献综述

 2022-01-08 21:24:54

全文总字数:10664字

文献综述

文 献 综 述1.研究背景凝胶是一种常见的物质凝聚状态,通常被界定为一种介于固体和液体之间的准固态物质(软物质)。

1974 年,Flory等[1]为凝胶给出了一个被广为接受的定义:凝胶具有连续的结构,在分析过程中性质稳定,而它的流变学性质与固体相似。

这种固态结构和液相共存的状态赋予凝胶独特的弹性特征并且不同于传统意义上的固体和液体材料,比如发胶、隐形眼镜、果冻等都是在日常生活中广泛应用的凝胶。

近年来,随着超分子化学的发展,超分子凝胶因其与传统的聚合物凝胶在结构和性质上的差异受到化学家们的广泛关注。

超分子凝胶是指低分子量凝胶因子(Gelator)与溶剂分子间通过各种非共价弱相互作用力,例如配位键、氢键、范德华力、π-π堆积作用、疏水-亲水作用等,自组装形成各种有序结构,并进一步通过相互间弱相互作用自组装形成三维网络结构,从而阻止了溶剂分子的自由流动,呈现一种半固体的状态[2,3]。

超分子凝胶又被称作低分子量凝胶(LMOG,low-molecular mass organic gelators),与传统的聚合物凝胶相比,LMOG通常具有加热溶解性好、溶胶-凝胶可发生热可逆相转变的特点[4-6]。

值得一提的是,通过对凝胶因子的合理设计,可以实现凝胶对pH[7]、温度[8]、金属离子[9]、阴离子等环境刺激的响应[10];另一方面,将各类不同的功能性官能团引入凝胶因子中,也可以实现功能化的超分子凝胶的构筑[11,12]。

近年来,通过自下而上的策略来构筑功能化超分子材料得到了人们的广泛关注.在构筑功能化低分子量有机凝胶体系时,自下而上的构筑策略也被普遍应用. 通过在凝胶因子中引入一些具有光电活性的官能团,则有可能构筑一些具有特殊光电活性与功能的低分子量有机金属凝胶.例如,偶氮、芘等结构单元可以作为修饰凝胶因子的官能团引入到最终的凝胶体系中,实现对凝胶宏观性质的改良。

2研究进展低分子量凝胶因子按所含特征官能团不同,可分为长链烷烃或氟碳化合物[13]、ALS类衍生物[14]、氨基酸类衍生物[15]、糖类衍生物[16]、有机金属化合物[17]、芳香族衍生物[18]、脲类衍生物[19]等。

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