本文關(guān)鍵詞：兩親性分子的自組裝及在細胞成像與太陽能電池中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 兩親性分子 自組裝 形貌調(diào)控 細胞成像 太陽能電池

【摘要】：兩親性分子由親/疏水兩部分組成,在溶液中可以自組裝形成形狀相同、大小均一的聚集體。而這種有序的聚集體具有單個分子所不具備的特殊的物理、化學(xué)、電學(xué)性質(zhì)。聚集體的形貌與分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),同時組裝條件的改變對聚集體結(jié)構(gòu)的調(diào)控也起著至關(guān)重要的作用。形態(tài)各異、功能多樣的聚集體,在生物診斷、藥物載體、細胞成像以及光電材料等領(lǐng)域都具有很好的應(yīng)用前景。在生物成像方面,AIE熒光染料已成為一個重要的研究方向。目前應(yīng)用于細胞成像的主要為有機納米顆粒、聚合物納米顆粒以及二氧化硅納米顆粒等材料。后兩者雖然相比于有機納米顆粒具有更好的生物相容性和穩(wěn)定性,但制備過程較為復(fù)雜。因此在本論文中,我們希望通過自組裝的方式形成穩(wěn)定的納米結(jié)構(gòu),同時這種納米結(jié)構(gòu)具有低生物毒性的特點。富勒烯衍生物因為其獨特的物理、化學(xué)性能,在納米器件材料中得到了廣泛的應(yīng)用。研究表明,有序排列的富勒烯衍生物具有更好的電子傳輸效率。因此在本論文中,我們希望得到不同形貌的組裝體,并將其作為電子傳輸層應(yīng)用于有機太陽能電池中,探究其形貌與電池效率的關(guān)系。因此,我們的研究工作主要從以下兩個方面展開:1.含有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)(Aggregation Induced Emission,AIE)基團的兩親性分子的自組裝及在細胞成像中的應(yīng)用。我們合成了具有AIE效應(yīng)的水溶性的Bola型兩親性分子(TPE-11),并研究其自組裝性能以及細胞成像的效果。通過熒光法,我們發(fā)現(xiàn)TPE-11具有極低的臨界膠束濃度(CMC),并且存在形貌臨界轉(zhuǎn)變濃度(CTC)。當濃度介于CMC與CTC之間,TPE-11在水中組裝成納米圓薄片,隨著濃度的提高,組裝體轉(zhuǎn)變?yōu)殚L片狀。此外,TPE-11成功地應(yīng)用于HeLa細胞成像中,且具有較高的對比度和極小的細胞毒性。2.兩親性富勒烯衍生物的自組裝及光電性能研究。我們通過改變良溶劑-不良溶劑比例以及溶液濃度,實現(xiàn)了對離子型富勒烯衍生物(PCBDANI)自組裝形貌的調(diào)控,得到了連續(xù)的薄膜、層狀結(jié)構(gòu)以及分子有序排列的纖維結(jié)構(gòu)。將不同形貌的PCBDANI自組裝體分別應(yīng)用于正向、反向聚合物太陽能電池中,發(fā)現(xiàn)有序排列的PCBDANI材料更能促進電池效率的提高,因為其具有更好的電子傳輸和收集性能。
【關(guān)鍵詞】：兩親性分子 自組裝 形貌調(diào)控 細胞成像 太陽能電池
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.3
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-31
• 1.1 兩親性分子的自組裝11-16
• 1.1.1 兩親性分子自組裝介紹11
• 1.1.2 Bola型兩親性分子的概述11-12
• 1.1.3 Bola型兩親性分子的自組裝及形貌調(diào)控12-16
• 1.2 聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)16-25
• 1.2.1 聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的提出及現(xiàn)象16-18
• 1.2.2 聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的機理18-20
• 1.2.3 具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的化合物20-24
• 1.2.3.1 碳氫類化合物20-21
• 1.2.3.2 含雜原子的化合物21-23
• 1.2.3.3 帶有氰基的化合物23
• 1.2.3.4 具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的聚合物23-24
• 1.2.4 聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)的生物成像應(yīng)用24-25
• 1.3 富勒烯衍生物25-29
• 1.3.1 兩親性富勒烯衍生物的自組裝25-27
• 1.3.2 富勒烯衍生物自組裝的應(yīng)用27-29
• 1.4 課題的提出29-31
• 1.4.1 研究目的29
• 1.4.2 總體研究思路29-31
• 第2章 含有聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)基團的兩親性分子的自組裝及在細胞成像中的應(yīng)用31-45
• 2.1 引言31-32
• 2.2 實驗部分32-38
• 2.2.1 實驗原料與試劑32-33
• 2.2.2 實驗儀器33
• 2.2.3 兩親性分子（TPE-11）的合成路線33-36
• 2.2.4 細胞實驗36-37
• 2.2.4.1 細胞成像實驗36-37
• 2.2.4.2 生物相容性測試37
• 2.2.5 測試儀器及方法37-38
• 2.3 結(jié)果與討論38-44
• 2.3.1 TPE-11分子自組裝的行為研究38-40
• 2.3.1.1 熒光法測定TPE-11分子在水溶液中的臨界膠束濃度（CMC） 2838-39
• 2.3.1.2 紫外-可見光吸收法與電導(dǎo)率法輔助證明TPE-11在水溶液中的CMC39-40
• 2.3.2 TPE-11分子自組裝形貌的研究40-42
• 2.3.2.1 TPE-11在溶液中的組裝形貌40-42
• 2.3.2.2 TPE-11在干態(tài)的組裝形貌42
• 2.3.3 TPE-11熒光性能研究42-43
• 2.3.4 TPE-11分子在生物細胞成像中的應(yīng)用43-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第3章 兩親性富勒烯衍生物的自組裝及光電性能研究45-58
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實驗部分46-50
• 3.2.1 實驗原料與試劑46
• 3.2.2 實驗儀器46-47
• 3.2.3 富勒烯衍生物（PCBDANI）組裝體的制備方法47
• 3.2.4 器件制備47-48
• 3.2.5 測試儀器及方法48-50
• 3.3 結(jié)果與討論50-57
• 3.3.1 PCBDANI聚集條件的研究50-51
• 3.3.2 PCBDANI聚集體形貌的調(diào)控51-54
• 3.3.2.1 濃度和溶劑對聚集體形貌的影響51-53
• 3.3.2.2 聚集體有序性的研究53-54
• 3.3.3 PCBDANI聚集體在太陽能電池中的應(yīng)用54-57
• 3.3.3.1 形貌對正向太陽能電池的影響54-55
• 3.3.3.2 形貌對反向太陽能電池的影響55-56
• 3.3.3.3 電子遷移率的測定56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第4章 總結(jié)和展望58-60
• 4.1 總結(jié)58-59
• 4.2 展望59-60
• 參考文獻60-74
• 碩士論文工作期間科研成果74-75
• 致謝75-77

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