不同拓扑构型多嵌段液晶分子:从简单到复杂的自组装行为

【作者】 刘峰； G.Ungar； C.Tschierske；

【机构】 西安交通大学材料科学与工程学院； 英国谢菲尔德大学材料科学与工程系； 德国哈雷-维滕贝格大学化学所；

【摘要】 多嵌段液晶分子是由一个棒状的刚性芳香核为中心,极性和非极性官能团以不同的比例分别连接在芳香核两端以及侧链位置而形成的具有不同拓扑构型的两亲性分子。取决于侧链的数量、化学性质以及芳香核长度与侧链体积之间的比例,这类分子在分子几何阻挫和侧链相容阻挫相互竞争的共同作用下,通过自组装过程形成由不同几何形状蜂窝基元组成的液晶柱相,而且具有新组织形式的立方相也已被发现。研究结果表明,蜂窝液晶柱相的结构相当复杂:当分子连接一个侧链时,蜂窝基元的几何形状随着侧链体积的增加而改变,可以从三角形,四边形等演变成具有不同形状的六边形,并随着晶胞参数的增加导致了结构周期性的破坏,发现了蜂窝型液态准晶体;当分子连接两个具有不同化学性质的侧链时,情况会变得更加不可预计,取决于不同侧链在蜂窝基元里的混合状态,可能导致不同"颜色"(形成蜂窝基元的组成不同)和不同形状蜂窝基元的出现,从而大大增加了自组装结构的复杂性。更多还原