以谷氨酸二乙酯为头基的Bola型两亲分子在气液界面的组装：手性相互作用与膜结构

研究了双头基两亲分子(Bolaamphiphile)N,N′-1,14-十四烷二酸酰-L-谷氨酸二乙酯(L-HDGE)和它的对映异构体D-HDGE在气液界面的组装;考察了HDGE分子的界面组装结构以及头部基团的手性,膜压和离子液体亚相对组装结构的影响.采用原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对组装体的微观结构和组装机理进行了研究.结果表明,HDGE(L-HDGE或D-HDGE)在水亚相上可以组装得到平行排列,宽为50-120nm,高为1-5nm的纳米线.而将L-HDGE与D-HDGE混合组装时,只会得到疏松的薄膜结构.红外光谱表明HDGE分子的异手性相互作用强于同手性作用.在表面压继续上升时,纳米线可以发生一定聚集生成纳米带.亚相为一定浓度的离子液体时,会促进分子的聚集,在膜压的共同影响下,纳米带可以卷曲形成螺旋结构,螺旋的方向取决于头基的分子手性.

页岩储层的膨胀机理及粘土水化抑制剂的研究进展

综述了胺类、丙烯酰胺类、天然环保型等近几年来国内外新型粘土水化抑制剂的研究现状,分析了粘土矿物遇水膨胀机理及抑制剂的抑制机理,为低渗透油藏粘土水化抑制剂的研究奠定基础。目前粘土水化抑制剂难以综合考虑到各个可变特征影响因素。针对低渗油藏的特殊储层性质,需要开发具有可变功能、高稳定性和高效率的粘土水化抑制剂,还要综合考虑合成成本、毒性、高效稳定性和实际应用等情况。

超分子凝胶：结构多样性与超分子手性

超分子凝胶作为一种重要的软物质材料,在构建多重刺激响应性、光电功能,以及生物相容材料等功能软物质方面表现出了独特的优越性。超分子凝胶在形成过程中往往得到比较均一的纳米结构,且具有结构多样性;而另一方面,超分子凝胶的构筑单元大部分是手性分子,超分子凝胶也是实现手性在超分子层次/纳米层次表达的重要途径,尤其是手性传递、手性放大、不对称催化方面,同时超分子凝胶也是构筑手性纳米结构的重要手段。本文主要对超分子凝胶形成中的纳米结构以及形貌的多样性和超分子手性进行介绍,并展望该领域未来的发展方向。

两亲无规聚合物的聚集行为及其与非离子表面活性剂的相互作用

以2-丙烯酰胺基-十二烷基磺酸(AMC12S)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行无规共聚,合成了含AMC12S摩尔分数(X)较高(X=0.1,0.3,0.5)的一系列两亲聚合物.采用稳态荧光及动态光散射技术对聚合物在水溶液中的聚集行为及其与三种非离子表面活性剂(HO(CH2CH2O)10C12H25(C12E10)、HO(CH2CH2O)20C12H25(C12E20)和HO(CH2CH2O)40C12H25(C12E40))的相互作用进行了研究,并考察了X对聚集行为的影响以及表面活性剂亲水基团长度对相互作用的影响.随着X的增大,聚合物的临界聚集浓度(CAC)明显减小,X=0.5时聚合物的CAC低达0.0039g·L-1.聚集体的流体力学半径(Rh)都大于26nm,并随着聚合物浓度的升高而增大,说明聚合物分子主要以分子间的聚集方式聚集,形成多分子聚集体.随X的增大,聚集体Rh减小,同时Rh随聚合物浓度升高而增大的幅度减小,说明聚集体结构变得更加紧实.表面活性剂与聚合物之间存在很强的相互作用,在混合溶液中表面活性剂浓度达到临界胶束浓度(CMC)左右时聚合物聚集体开始解离,形成混合聚集体.亲水基团长度增长,表面活性剂对聚合物聚集体的解离能力随之增强.C12E40与X=0.5的聚合物形成的混合聚集体Rh为6.8nm,与C12E40自身形成的聚集体尺寸相当.

芳香席夫碱衍生物在有序分子膜中的相行为与二维-三维形变(英文)

研究了芳香席夫碱的设计合成、界面相行为以及与铜离子的配位过程,并与离位合成的铜复合物的界面组装行为进行了对比.利用表面压-面积等温线、紫外光谱、红外光谱、原子力显微镜等一系列实验方法来详细表征组装膜.结果表明,席夫碱配体与铜复合物均可在气液界面上形成稳定的有序组装膜,并可以转移到固体基片上构筑多层膜.进而,席夫碱配体在纯水界面上表现出奇特的相变.在相变点前后,二维的平膜变化成了三维的纤维状组装结构.然而,对于铜离子亚相上的组装过程却没有出现较大的变化.两者之间明显的差异可归因于在气液界面超分子组装过程中的分子构型以及疏水性能的不同引起的.目前的工作为制备和调控有序组装膜提供了有益探索.

一种兼具黏土稳定和絮凝的高电荷密度两亲高分子

设计合成了带有高电荷密度和疏水链的聚合物PASC8,作为一种新型的阳离子黏土稳定剂,并对其进行防膨、絮凝及表面张力的性能测试评价。通过离心法、XRD、Zeta电位、浊度和表面张力测试,表明PASC8的黏土稳定剂防膨性能良好,其低浓度的絮凝效果优于传统防膨剂,且具有表面活性。

复杂流体中新型材料的合成反应过程实时跟踪研究

复杂流体在新型材料合成、机械、智能控制、催化、医药、生物、环境等诸多领域有着非常重要的应用前景。目前,复杂流体中微观结构随外场的演化及复杂流体中个体间的复杂耦合作用尚不清楚,这严重制约着复杂流体的开发和应用。复杂流体中组元间的耦合作用、微观结构随外场的演化规律以及结构与性能的内在联系是复杂流体科学面临的关键科学问题,其研究亟需原位实验技术予以支撑。该研究拟建立基于同步辐射光源的X射线吸收(XAFS)/X射线衍射(XRD)联用技术、小角X射线散射(SAXS)/广角X射线散射(WAXS)/XAFS联用技术、SAXS/WAXS/拉曼光谱(Raman)联用技术、SAXS/WAXS/红外光谱(IR)联用技术、掠入射小角X射线散射(GISAXS)/紫外可见吸收光谱(UV-Vis)联用技术,开发适用以上联用技术的复杂流体原位研究样品环境(包括温度、压力、电场、剪切力场、混流、浓度等),用于跟踪复杂流体中原子、分子、纳米尺度结构基团等随外场的变化,揭示复杂流体中结构演化机制,并最终通过控制结构,达到改善和调控复杂流体性质的目的。

水/二氧化碳体系的性质及其应用研究

水和二氧化碳是地球上储量最为丰富的两种溶剂,对其性质和应用进行研究具有极其重要的意义。二者作为溶剂利用时各有优缺点,如水对极性物质有着较高的溶解能力,但对很多有机物的溶解能力较差;二氧化碳性质容易调控,对低极性物质具有较好的溶解能力,而对极性物质的溶解能力较差。如果将水和二氧化碳相结合,不仅可以克服两者作为溶剂的局限性,而且还会产生一些新的性质。本文综述了水/二氧化碳体系的性质及其在材料制备和化学反应中的应用研究。按研究体系,可分为溶解二氧化碳的水溶液、表面活性剂稳定的水/液体(或超临界)二氧化碳体系和纳米粒子稳定的水/液体(或超临界)二氧化碳体系。

二苯丙氨酸短肽手性结构的可控组装

以阳离子二苯丙氨酸(Cationic dipeptide, CDP)为组装基元,通过控制熟化时间,在乙醇溶液中分别获得了平滑的纳米纤维和螺旋纤维结构.通过红外光谱和圆二色光谱系统研究了CDP在乙醇溶液中的组装体随时间的变化.研究发现, CDP在乙醇中可以组装成纳米纤维的结构.随着在乙醇中熟化时间的增加, CDP纳米纤维发生扭曲,最终组装成绳状的螺旋纤维结构.光谱数据分析表明纳米纤维转变成螺旋纤维主要源于相邻肽分子中的正电荷之间的强静电排斥作用和肽分子间氢键作用控制的β-折叠二级结构.这项工作通过简单的控制熟化时间实现了对超分子组装体结构的调控,为超分子手性组装体的可控制备提供了一种简单可行的方法.