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研究分子自组装从而获得具有特殊功能的超分子材料,是超分子化学的重要目标。超分子自组装是在分子识别的基础上进行的,只有具备分子识别功能的分子才能保证超分子组装的有序性。这种高度有序的超分子组装体系往往具有区别于单体分子的无法预测的新功能。因此,理解分子间的弱相互作用以及通过改变自组装条件控制其自组装过程对超分子化学的发展具有巨大的促进作用。
本论文主要围绕超分子体系的设计与自组装。本论文共分为六章:
第一章,关于超分子化学的介绍。
第二章,合成并表征了一个新颖的双亲卟啉衍生物分子DOCP-Zn,并通过建立或破坏锌卟啉与4,4-连吡啶的配位可逆控制其自组装,得到维数可控的纳米材料。DOCP-Zn与4,4-连吡啶在氯仿/环己烷及异丙醇体系中的可逆自组装表明,0D纳米球和1D纳米片可以很好地转化。光波导研究表明,DOCP-Zn纳米棒具有很好的固态荧光及良好的光波导特性。这些结果表明,该卟啉衍生物的可逆构筑和良好的光波导特性表明,该分子在纳米光电器件方面有潜在的应用。
第三章,设计合成了三芘硼分子,在这个分子中,电子受体B原子中心与三个电子给体芘相连。通过控制温度和浓度,可以有效地控制TPB分子的自组装形成1D的纳米线、纳米纤维、纳米棒或高度有序的纳米片阵列,这些超分子固体材料均表现很强的固体荧光。TPB微米棒固体材料对氟离子的检测表明,TPB超分子固体材料在氟离子的检测分离方面有潜在的应用前景。
第四章,设计并合成了氧杂稠环芳香烃分子。通过缩合和光照反应合成出含氧的稠环芳香化合物,该稠环芳香化合物是一个具有17个芳环的平整的π共轭结构,其两端含有吸电子的氧盐,中间是给电子的芳香稠环。该化合物在光电功能材料方面有潜在的应用,进一步的研究还在进行当中。
第五章,设计合成了一个二芘三氮唑噻吩分子PTT,该分子是一个给受体系,二芘噻吩是给体,三氮唑是受体。在相同溶剂中,通过控制自组装的环境温度可以有效地调控PTT自组装形貌。在温度较低时,PTT自组装得到多级复杂超分子结构,在温度较高时,PTT自组装得到一维纳米棒结构。
第六章是对本论文工作的总结。