本文關(guān)鍵詞：基于碳管陣列空間限制作用的表面活性劑自組裝形貌調(diào)控與設(shè)計(jì)　出處：《中國石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 自組裝 表面活性劑 受限空間 碳納米管 分子動(dòng)力學(xué)模擬

【摘要】：表面活性劑分子在水溶液中會(huì)發(fā)生自組裝現(xiàn)象,自發(fā)組裝成排列有序、形貌豐富的結(jié)構(gòu),如膠束、液晶相、囊泡等。不同形貌的自組裝結(jié)構(gòu)具有不同的性質(zhì),也就具有不同的應(yīng)用價(jià)值。因此,定向調(diào)控表面活性劑的自組裝行為,以獲得目標(biāo)自組裝結(jié)構(gòu),是人們長期以來不懈的追求。然而,目前的自組裝研究仍處在比較初級(jí)的階段,機(jī)理認(rèn)識(shí)薄弱、調(diào)控能力有限、組裝形貌簡單�；诖爽F(xiàn)狀,本論文采用粗�；肿觿�(dòng)力學(xué)模擬的方法,借助碳納米管的空間限制作用,對(duì)表面活性劑自組裝形貌的調(diào)控與設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索性的研究。通過對(duì)受限空間與非受限空間中自組裝形貌的對(duì)比分析,我們歸納出了受限空間中表面活性劑自組裝行為的“相態(tài)不變規(guī)則”,即非受限空間中自組裝相態(tài)的基本特征不會(huì)被空間限制作用所改變。在50 wt%濃度下,通過改變受限空間的尺寸和形狀,我們得到了棒狀膠束、雙螺旋結(jié)構(gòu)、六角束、“鉆頭”結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)均維持著非受限空間中蠕蟲狀膠束的基本特征,為蠕蟲狀膠束的變體。在70 wt%濃度下,受限空間的自組裝結(jié)構(gòu)維持著非受限空間中層狀相的基本特征,為層狀相的變體。在對(duì)層狀相的調(diào)控中,我們發(fā)現(xiàn)了“逐層自組裝現(xiàn)象”,即在受限空間內(nèi)部,表面活性劑雙分子層由外到內(nèi)、逐層組裝成完整結(jié)構(gòu)的過程。在“逐層自組裝現(xiàn)象”的啟發(fā)下,我們發(fā)展了調(diào)控自組裝的方法,對(duì)層狀相的變體進(jìn)行了調(diào)控和設(shè)計(jì),得到了多形性的自組裝納米管和納米卷。在本論文中,我們發(fā)展了自組裝的理論,首次提出了“相態(tài)不變規(guī)則”和“逐層自組裝現(xiàn)象”,深化了對(duì)自組裝的認(rèn)識(shí),使自組裝調(diào)控變得有章可循;并且,我們獲得了大量新穎的表面活性劑自組裝結(jié)構(gòu),有望在納米材料的制備中發(fā)揮重要作用;此外,本論文發(fā)展了自組裝定向調(diào)控與設(shè)計(jì)的方法,可為該領(lǐng)域的后續(xù)研究提供參考。
[Abstract]:Self-assembly of surfactant molecules occurs in aqueous solution, and self-assembly occurs in aqueous solution. The self-assembled structures with different morphology have different properties, such as micelles, liquid crystal phases, vesicles and so on. Therefore, it is a long-term pursuit to regulate the self-assembly behavior of surfactants in order to obtain the target self-assembly structure. At present, the self-assembly research is still in the primary stage, the mechanism understanding is weak, the control ability is limited, and the assembly morphology is simple. Based on this situation, this paper adopts the method of coarse-grained molecular dynamics simulation. With the help of the space limitation of carbon nanotubes, the regulation and design of self-assembly morphology of surfactants were studied, and the comparative analysis of self-assembly morphology in confined space and in unconfined space was carried out. We conclude the "phase invariant rule" for the self-assembly behavior of surfactants in confined space. That is, the basic characteristics of self-assembled phase states in unconfined space will not be changed by space restriction. At the concentration of 50 wt%, the rod-like micelles are obtained by changing the size and shape of the confined space. The double helix structure, hexagonal bundle, "bit" structure, which maintain the basic characteristics of the wormlike micelles in the unrestricted space, are variants of the wormlike micelles. At the concentration of 70 wt%. The self-assembly structure in the confined space maintains the basic characteristics of the layered phase in the unconfined space and is a variation of the layered phase. In the regulation of the layered phase, we have found the phenomenon of "self-assembly layer by layer", that is, the phenomenon of self-assembly in the confined space. From outside to inside, the surfactant bilayer is assembled into a complete structure layer by layer. Inspired by the phenomenon of "self-assembly by layer", we have developed a method to regulate self-assembly. The multiform self-assembled nanotubes and nanocrystals were obtained by controlling and designing the variations of layered phase. In this thesis, we developed the theory of self-assembly. For the first time, the "phase invariant rule" and "layer by layer self-assembly phenomenon" are proposed, which deepens the understanding of self-assembly and makes self-assembly regulation and control to be rule-based. Moreover, we have obtained a large number of novel surfactant self-assembly structure, which is expected to play an important role in the preparation of nanomaterials. In addition, the method of self-assembly directional regulation and design has been developed in this paper, which can be used as a reference for further research in this field.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1;O647.2

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本文編號(hào)：1405943