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  浙江工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王旭教授和陳思教授在有機(jī)凝膠自組裝方面取得進(jìn)展，在高水平化學(xué)期刊《Chemistry-a European Journal》（IF=5.16）上發(fā)表了題為The Special “Morse Code” between Solvent Polarity and Morphology Flexibility in a POSS-Dendrimer Supramolecular System的研究論文，華東理工大學(xué)林嘉平教授團(tuán)隊(duì)為該研究提供了分子模擬支持。

  液晶物理凝膠是由“凝膠因子”在液晶中互相識(shí)別組裝而成，因其兼具液晶的各向異性和凝膠的類固態(tài)特性，在光電、光化學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)于液晶物理凝膠組裝行為的認(rèn)識(shí)被局限為兩種情況：一是當(dāng)凝膠-溶膠轉(zhuǎn)變溫度（T_sol-gel）低于液晶相轉(zhuǎn)變溫度（T_LC-iso）時(shí)，凝膠因子在液晶相有序結(jié)構(gòu)下自組裝得到有序的凝膠纖維；二是當(dāng)T_sol-gel＞T_LC-iso時(shí)，凝膠在各向同性相中組裝，此時(shí)的液晶往往被視同普通溶劑，對(duì)凝膠因子的自組裝行為無(wú)顯著影響，最終獲得無(wú)序的凝膠纖維。而該研究的最新結(jié)果表明，即使凝膠因子在液晶轉(zhuǎn)變溫度以上的各向同性態(tài)下組裝，其形成的形貌也會(huì)受液晶種類的影響。

  這是因?yàn)椋鳛槟z體系中的絕大多數(shù)，溶劑的極性變化可以帶來(lái)自組裝形貌的多變性。由于液晶是一種非常規(guī)溶劑，雖然不同種類的液晶在各向同性相時(shí)其極性依然存在顯著差異，但其相關(guān)的溶劑參數(shù)罕見報(bào)道。該研究不僅精確測(cè)量了液晶的溶劑極性參數(shù)，而且建立了溶劑極性和凝膠纖維形貌剛?cè)嵝缘亩筷P(guān)系。更進(jìn)一步的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)表明，這種定量關(guān)系可被推廣到很多常規(guī)的非液晶類有機(jī)溶劑中。

圖1. 剛?cè)嵝詤?shù)X的定義方式

  在該研究中， 研究團(tuán)隊(duì)定義了一個(gè)定量表述凝膠形貌剛?cè)嵝缘膮?shù)X，并且和溶劑的極性建立了定量關(guān)系，根據(jù)其關(guān)系式擬合出形貌剛?cè)嵝郧�，依據(jù)其可通過(guò)溶劑的極性大致判斷凝膠形貌的剛?cè)嵝裕拖瘛癕orse Code” 一樣一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，并且該溶劑極性——形貌剛?cè)嵝远筷P(guān)系得到了分子模擬的驗(yàn)證。這種快速判斷形貌的方法有望成為利用電鏡等精確觀測(cè)干凝膠網(wǎng)絡(luò)形貌之前有效的初篩手段。

圖2. 溶劑極性和形貌剛?cè)嵝孕纬傻哪姑艽a

圖3. 分子模擬結(jié)果顯示隨著溶劑極性減弱，會(huì)形成更柔性的纖維

  參考文獻(xiàn)：Tianyu Shan, Liang Gao, Xiaoqian Tong , Qinqing Du, Zhihang An, Huiwen He, Jiaping Lin, Si Chen , and Xu Wang. The Special “Morse Code” between Solvent Polarity and Morphology Flexibility in a POSS-Dendrimer Supramolecular System. Chem. Eur. J. 2019, 1901422.

  鏈接地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.201901422