作為光響應(yīng)材料的一員,光機械響應(yīng)材料能夠在光的驅(qū)動下發(fā)生宏觀持續(xù)運動或形變,一直是材料領(lǐng)域研究的熱點。常見的光機械響應(yīng)材料包括聚合物、液晶和晶體。其中,光機械分子晶體引起了越來越多的關(guān)注。一方面,它們在光俘獲、機械致動器、分子機器、光學(xué)傳感器和智能開關(guān)中具有巨大的應(yīng)用潛力。另一方面,分子晶體擁有高度有序的結(jié)構(gòu)、更高的楊氏模量、更短的響應(yīng)時間和反應(yīng)過程可以預(yù)先控制等優(yōu)勢受到科研工作者的青睞。為了獲得高效的光機械分子晶體,重要的是要了解分子結(jié)構(gòu)、堆積模式和光機械性質(zhì)之間的關(guān)系。本文設(shè)計了一系列新的二芳乙烯化合物,研究了不同官能團對分子堆積和拓撲光化學(xué)反應(yīng)的影響、以及不同形狀的晶體的光機械性質(zhì)。得到了如下創(chuàng)新性研究結(jié)果:1)合成了不同鹵素取代的萘基丙烯酸及萘基丙烯酸甲酯衍生物:FNAA、ClNAA、BrNAA、FNAMe、ClNAMe和BrNAMe。發(fā)現(xiàn),在紫外光照射下,針狀晶體FNAA和BrNAMe發(fā)生背光彎曲;條狀晶體ClNAA先發(fā)生向光彎曲,再發(fā)生背光彎曲;片狀晶體BrNAA發(fā)生扭轉(zhuǎn),最后呈右螺旋結(jié)構(gòu)。紫外光照后,微晶的核磁共振氫譜在高場區(qū)出現(xiàn)對應(yīng)于環(huán)丁烷上氫的核磁信號,說明[2+2]...

【文章頁數(shù)】：177 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    §1.1 引言
    §1.2 光機械運動行為
    §1.3 不同類型的光化學(xué)反應(yīng)誘導(dǎo)下的光機械運動
        §1.3.1 水楊醛衍生物的烯醇式-酮式異構(gòu)化誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
        §1.3.2 順-反異構(gòu)化誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
            §1.3.2.1 碳-碳雙鍵的順-反異構(gòu)化誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
            §1.3.2.2 偶氮苯的光異構(gòu)化誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
        §1.3.3 無機金屬配合物的分子內(nèi)鍵異構(gòu)化誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
        §1.3.4 二芳基乙烯的電環(huán)化反應(yīng)誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
        §1.3.5 [4+4] 環(huán)加成反應(yīng)誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
        §1.3.6 光聚合反應(yīng)誘發(fā)下晶體的光機械運動
        §1.3.7 [2+2] 環(huán)加成反應(yīng)誘導(dǎo)下晶體的光機械運動
    §1.4 立題思想
    參考文獻
第二章 基于鹵代萘基丙烯酸衍生物的分子晶體的光機械效應(yīng)
    §2.1 引言
    §2.2 實驗部分
        §2.2.1 目標分子的合成
        §2.2.2 晶體的制備
    §2.3 結(jié)果與討論
        §2.3.1 合成與表征
        §2.3.2 光物理性質(zhì)
        §2.3.3 密度泛函理論計算
        §2.3.4 光機械行為
    §2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 基于五氟苯乙烯基萘的分子晶體的光機械與熒光開關(guān)性質(zhì)
    §3.1 引言
    §3.2 實驗部分
        §3.2.1 目標分子的合成
        §3.2.2 晶體的制備
    §3.3 結(jié)果與討論
        §3.3.1 合成與表征
        §3.3.2 光物理性質(zhì)
        §3.3.3 密度泛函理論計算
        §3.3.4 光機械行為
        §3.3.5 熒光開關(guān)效應(yīng)
    §3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 順-反異構(gòu)化誘導(dǎo)萘乙烯基苯并噁唑晶體的光機械行為
    §4.1 引言
    §4.2 實驗部分
        §4.2.1 目標分子的合成
        §4.2.2 晶體的制備
    §4.3 結(jié)果與討論
        §4.3.1 合成與表征
        §4.3.2 光物理性質(zhì)
        §4.3.3 密度泛函理論計算
        §4.3.4 光機械行為
    §4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 基于氯代萘乙烯基苯并噁唑的分子晶體的光機械效應(yīng)
    §5.1 引言
    §5.2 實驗部分
        §5.2.1 目標分子的合成
        §5.2.2 晶體和纖維的制備
    §5.3 結(jié)果與討論
        §5.3.1 合成與表征
        §5.3.2 光物理性質(zhì)
        §5.3.3 密度泛函理論計算
        §5.3.4 光機械行為
    §5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 基于二芳基乙烯衍生物的分子晶體的光機械效應(yīng)及其酸致變色性質(zhì)
    §6.1 引言
    §6.2 實驗部分
        §6.2.1 目標分子的合成
        §6.2.2 晶體的制備
    §6.3 結(jié)果與討論
        §6.3.1 合成與表征
        §6.3.2 光物理性質(zhì)
        §6.3.3 密度泛函理論計算
        §6.3.4 光機械行為
        §6.3.5 酸致變色性質(zhì)
    §6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
附錄一 目標分子的 ¹H NMR、¹³C NMR和MS譜圖
附錄二 測試儀器及其測試方法
附錄三 試劑的商業(yè)來源及純度
作者簡歷及在讀期間的科研成果
致謝



本文編號：3785863