對結構與性能關系的研究是材料學領域一個永恒的主題。性能獨特的材料往往具有復雜的多級有序結構,然而對其進行精確解析及有效調控往往仍是巨大的挑戰(zhàn)。自然界中的有機生命體,大到整個組織器官,小到一個蛋白質,都存在復雜多級結構的協(xié)同相互作用,使其得以發(fā)揮獨特的功能。不論是在生命科學還是材料科學領域,隨著研究的深入,研究者們經歷著從理解表象的經驗法則,到偶然發(fā)現(xiàn)的試錯法則,最后到理解內涵的理性設計法的范式變化。近年來,由于研究手段的飛速發(fā)展,如同步輻射技術、冷凍電鏡技術等,人們對結構的理解更加深入,為進一步的理性設計打下堅實的基礎。材料科學也因此高度活躍,新的材料層出不窮,同時材料組成也越來越復雜。因此,復雜相結構的研究具有重要的科學意義,不但能夠促進新的基礎科學發(fā)現(xiàn),同時亦有望解決重要的科學問題,并最終服務于社會。在構筑復雜多級有序結構的技術中,傳統(tǒng)的光刻技術屬于“自上而下”,而自組裝“自下而上”的策略也許是實現(xiàn)三維納米尺度有序結構構筑通用、可行的實用技術。自組裝可謂無處不在,如晶體、膠體、雙分子層、蛋白折疊以及納米微相分離等現(xiàn)象都是分子的自組裝。本論文主要集中在巨型分子的本體組裝研究上,通過新... 

【文章頁數(shù)】：193 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 巨型分子簡介
        1.2.1 分子納米粒子多面體寡聚倍半硅氧烷(POSS)簡述
        1.2.2 巨型分子的合成及自組裝概述
    1.3 軟物質中的Frank-Kasper相結構
        1.3.1 拓撲密堆結構簡述
        1.3.2 Frank-Kasper相簡述
        1.3.3 軟物質中的非傳統(tǒng)相態(tài)研究進展
    1.4 研究意義與研究內容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內容
    參考文獻
第二章 區(qū)域異構ABA型形狀兩性體的設計合成與表征
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要實驗藥品及測試儀器
        2.2.2 基于FPOSS的 ABA型區(qū)域異構體的合成
        2.2.3 基于DPOSS的 ABA型區(qū)域異構體的合成
    2.3 結果討論
        2.3.1 化學合成及結構表征
        2.3.2 利用核磁技術分析異構體的區(qū)域構型
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 區(qū)域異構ABA型形狀兩性體的本體組裝研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要使用儀器設備
        3.2.2 原位SAXS測試自組裝相態(tài)
        3.2.3 超薄切片
        3.2.4 透射電鏡(TEM)表征
        3.2.5 原位紅外光譜(FT-IR)表征自組裝中的氫鍵相互作用力
        3.2.6 魔角固體核磁氫譜(1H MAS NMR)實驗
    3.3 結果討論
        3.3.1 OH-FPOSS-OH異構體的本體自組裝研究
        3.3.2 tBPOSS-FPOSS-t BPOSS異構體的本體自組裝研究
        3.3.3 2BPOSS-FPOSS-2BPOSS異構體的本體自組裝研究
        3.3.4 tBPOSS-DPOSS-t BPOSS異構體的本體自組裝研究
        3.3.5 BPOSS-DPOSS-BPOSS異構體的本體自組裝研究
        3.3.6 2BPOSS-DPOSS-2BPOSS異構體的本體自組裝研究
        3.3.7 研究拓展
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 ABC流星錘型巨型表面活性劑的設計合成及表征
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 主要藥品及測試儀器
        4.2.2 FPOSS-PS_n-DPOSS的合成
        4.2.3 FPOSS-PS_n-3PMDS的合成
        4.2.4 FPOSS-x(PS_m)-PS_n-y(PS_m)-DPOSS的合成
    4.3 結果討論
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 ABC流星錘型巨型表面活性劑的本體組裝研究
    5.1 引言
        5.1.1 三嵌段共聚物的本體自組裝的理論模擬
        5.1.2 三嵌段共聚物的本體自組裝的實驗發(fā)現(xiàn)
    5.2 結果討論
        5.2.1 主要藥品及測試儀器
        5.2.2 FPOSS-PS-DPOSS的本體自組裝研究
        5.2.3 FPOSS-PS_n-3PMDS的本體自組裝研究
        5.2.4 FPOSS-x(PS_m)-PS_n-y(PS_m)-DPOSS的本體自組裝研究
    5.3 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 問題與展望
附錄
個人簡歷及攻讀博士學位期間主要成果
致謝



本文編號：3668397