本文關(guān)鍵詞：幾種手性聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子的光學(xué)性質(zhì)及手性自組裝研究

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【摘要】：自從聚集誘導(dǎo)發(fā)光(Aggregation-induced Emission,AIE)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后,研究者們對(duì)此進(jìn)行了深入的研究,使其在諸多方面都具有潛在的應(yīng)用。本論文中我們分別選用了帶有手性取代基的手性AIE分子和本身不帶手性原子而由分子幾何形狀誘導(dǎo)而產(chǎn)生空間手性的AIE分子,以圓二色譜(CD)、熒光光譜、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和熒光顯微鏡為主要表征手段系統(tǒng)的研究了這些分子的光學(xué)性質(zhì)和組裝結(jié)構(gòu),并通過(guò)分子模擬對(duì)超分子組裝過(guò)程進(jìn)行理論模擬。最后結(jié)合AFM在手性AIE分子超分子結(jié)構(gòu)表征的研究結(jié)果,比較了兩種成像模式(輕敲模式和智能掃描模式)在分子自組裝結(jié)構(gòu)表征應(yīng)用中的特點(diǎn)。1.通過(guò)CD和圓偏振熒光(CPL)光譜對(duì)分子的光學(xué)活性和偏振發(fā)光特性進(jìn)行測(cè)試,研究發(fā)現(xiàn)具有空間手性的六苯基噻咯(Hexaphenylsilole,HPS)和1,1-二甲基-2,3,4,5-四苯基噻咯(1,1-dimethyl-2,3,4,5-tetraphenylsilolo,HPS-MR)在溶液中不產(chǎn)生CD吸收和CPL信號(hào),但在薄膜狀態(tài)下具有CD吸收和CPL信號(hào),表現(xiàn)出典型的聚集誘導(dǎo)CD特征。系統(tǒng)研究了這兩種分子的組裝結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示HPS和HPS-MR的溶液揮發(fā)后在云母表面自組裝形成具有明顯左手螺旋的超分子纖維;加入不同比例的不良溶劑后,分子依然組裝成螺旋纖維。TEM結(jié)果顯示這些纖維呈中空結(jié)構(gòu),說(shuō)明螺旋纖維是由薄膜發(fā)生卷曲形成的。HPS除了形成超分子纖維外還可由片狀晶體錯(cuò)位有序堆疊形成左手和右手手性的樹(shù)枝狀聚集體。通過(guò)分子模擬對(duì)HPS纖維的形成過(guò)程進(jìn)行了理論模擬,分子主要通過(guò)范德華力相互作用,通過(guò)二維堆積先形成手性薄膜,薄膜在達(dá)到一定尺寸會(huì)發(fā)生卷曲,進(jìn)一步形成螺旋纖維;而尺寸較小的薄膜則沿軸向堆積形成片層,并進(jìn)一步錯(cuò)位堆疊形成樹(shù)枝狀聚集體。2.通過(guò)熒光和CD光譜研究了帶有手性取代基的Silole-lue(L-Leucine-containing Silole)分子的光學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)Silole-lue具有典型的AIE特性和聚集誘導(dǎo)手性特征,表明手性取代基成功的誘導(dǎo)分子產(chǎn)生了手性。通過(guò)AFM、SEM和TEM以及熒光顯微鏡研究了Silole-lue的自組裝結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)Silole-lue可通過(guò)溶液在界面的揮發(fā)自組裝形成左右兩種手性的超分子螺旋纖維。通過(guò)控制不良溶劑的比例和溶劑的揮發(fā)速率,我們制備了長(zhǎng)達(dá)幾百微米的纖維,通過(guò)熒光顯微鏡直接觀(guān)測(cè)到具有螺旋結(jié)構(gòu)并發(fā)藍(lán)光的纖維。3.利用AFM的原位呈像的優(yōu)勢(shì),我們?cè)粚?shí)時(shí)觀(guān)測(cè)了Silole-lue纖維的組裝過(guò)程,發(fā)現(xiàn)纖維的組裝經(jīng)歷了初期的快速組裝和后期的緩慢組裝兩個(gè)階段,最終達(dá)到穩(wěn)定;初始的組裝速率約8個(gè)分子/秒。4.通過(guò)AFM的輕敲和智能掃描兩種模式對(duì)AIE纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)輕敲模式下由于針尖曲率半引起的展寬效應(yīng)會(huì)比智能掃描更明顯;但智能掃描對(duì)組裝結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)識(shí)別要遜于輕敲模式下的相位圖。將兩種成像模式結(jié)合起來(lái)對(duì)分子自組裝結(jié)構(gòu)的表征則更全面。
【關(guān)鍵詞】：聚集誘導(dǎo)發(fā)光 手性 超分子組裝 原子力顯微鏡
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ422;O641.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 前言10
• 1.2 聚集誘導(dǎo)發(fā)光簡(jiǎn)介10-16
• 1.2.1 聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象機(jī)理10-12
• 1.2.2 聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象的應(yīng)用12-16
• 1.3 分子自組裝及超分子手性16-22
• 1.3.1 超分子化學(xué)及自組裝簡(jiǎn)介16-17
• 1.3.2 手性及超分子手性的來(lái)源17-18
• 1.3.3 超分子手性的表征18-20
• 1.3.4 AIE分子的手性自組裝20-22
• 1.4 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方案24-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器24-25
• 2.3 樣品制備及測(cè)試表征25-27
• 2.3.1 熒光光譜測(cè)試25
• 2.3.2 圓二色光譜測(cè)試25
• 2.3.3 圓偏振熒光光譜測(cè)試25-26
• 2.3.4 熒光顯微鏡測(cè)試26
• 2.3.5 原子力顯微鏡測(cè)試26
• 2.3.6 掃描電子顯微鏡測(cè)試26
• 2.3.7 透射電子顯微鏡測(cè)試26-27
• 第三章 HPS和HPS-MR的光學(xué)性質(zhì)及手性自組裝研究27-44
• 3.1 前言27-29
• 3.2 HPS和HPS-MR的光學(xué)性質(zhì)研究29-31
• 3.2.1 聚集誘導(dǎo)手性特性29-30
• 3.2.2 圓偏振發(fā)光特性30-31
• 3.3 HPS和HPS-MR自組裝形成的螺旋纖維研究31-38
• 3.3.1 不良溶劑對(duì)HPS和HPS-MR自組裝的影響32-34
• 3.3.2 HPS和HPS-MR螺旋纖維的形成機(jī)理研究34-37
• 3.3.3 HPS和HPS-MR螺旋纖維的可能形成機(jī)理37-38
• 3.4 HPS自組裝形成的樹(shù)枝狀聚集體研究38-40
• 3.4.1 HPS樹(shù)枝狀聚集體的熒光顯微鏡研究38
• 3.4.2 HPS樹(shù)枝狀聚集體的組裝結(jié)構(gòu)研究38-40
• 3.5 HPS螺旋纖維的分子模擬計(jì)算40-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 第四章 Silole-lue分子的光學(xué)性質(zhì)及手性自組裝研究44-53
• 4.1 前言44
• 4.2 Silole-lue分子的合成路徑44-45
• 4.3 Silole-lue分子的光學(xué)性質(zhì)研究45-47
• 4.3.1 Silole-lue的AIE特性45-46
• 4.3.2 Silole-lue的聚集誘導(dǎo)手性特性46-47
• 4.4 Silole-lue分子的手性自組裝研究47-52
• 4.4.1 不良溶劑對(duì)Silole-lue自組裝的影響47-48
• 4.4.2 Silole-lue螺旋纖維的形成機(jī)理研究48-50
• 4.4.3 Silole-lue微米發(fā)光纖維的制備50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 AFM在纖維生長(zhǎng)中的原位觀(guān)察以及兩種成像模式的比較53-63
• 5.1 前言53-54
• 5.2 AFM在纖維生長(zhǎng)中的原位觀(guān)察54-56
• 5.3 Tapping和Scan Asyst Mode在纖維成像上的比較56-62
• 5.3.1 兩種成像模式的基本原理介紹56-58
• 5.3.2 兩種成像模式在纖維成像中的比較58-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 全文總結(jié)63-65
• 參考文獻(xiàn)65-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果75

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本文編號(hào)：1050165