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[科普中国]-介晶性

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处在中介相(mesomorphous phase)或称液晶(liquid crystal)态的物质,既具有像液体一样的流动性和连续性,又具有晶体一样的各向异性,这种性质称介晶性

类型有机小分子物例:胆甾醇1

有机高分子液晶化合酯物例:聚丙烯酸胆甾醇酯1

液晶化合物例:噻吩类液晶化合物;含氟类液晶化合物;新型超分子盘状液晶化合物

颜色、透明度或光电性质等可随外界条件(如温度、电场、磁场、吸附气体等)变化而变化。1

用途电子工业电子钟表、电子计算机、仪器仪表、光偏振、电视原理:低密度脂质纳米颗粒可以提高超声成像效果;半导体纳米晶体和量子点被应用于光成像。2

化学工业气相色谱的固定液、催化剂、反应探针、定向化学反应、润滑剂、人工分离膜、液晶分子光谱2

生物用途注射用药:硅和矽土材料的生物降解速度比聚合物快得多,可以应用于用注射用药。2

其他领域无损探伤和检查癌症:

有机锗Ge-132和螺锗等具有明显的抗肿瘤活性,且毒性低,尤其是没有骨髓毒性这一优点,许多有生物活性的有机锗化合物分子中,与锗原子配位的通常是氧、硫或氮之类强电负性原子。2

基于钆和氧化铁的纳米颗粒可以提高核磁共振对比度;基于金属的纳米颗粒——纳米壳(nanoshell),如由金外壳包被矽土内核的纳米结构,可以用作高选择性外部激活的治疗试剂等。2

应用研究示例有机光电材料有机光电材料日益成为重要的先进材料的代表。低成本的加工方式不断推动着这一领域更加广泛的研究,而这一点正是无机产品所不能及的。3

有机光电材料优势有机材料巨大的优势还在于其结构的多样性和可通过分子设计来调节的性能作为有机电子材料,盘状分子由于相邻分子间强的重叠能力,使其能够形成柱状堆积,沿着柱状结构的轴向方向,为电荷的高效传输提供了通道。必要条件在于这类分子需要具备平面刚性的中心核,它的外围包围着长的、柔性的侧链。3

有机光电材料意义侧链的作用在于控制分子的溶解性和热致行为。这种分子设计和合成的理念在盘状液晶的研究中起着重要的作用。4

例如:六苯并蔻这类盘状分子由13个镶嵌的苯环组成,是最小的石墨烯单元,同时因为大的π-π相互作用,它拥有强烈的堆积趋势。这一领域研究的挑战是如何对六苯并蔻进行化学修饰和结构拓展,诸如在侧链引入杂原子或者功能基团,以实现拓扑形貌和分子对称性的改变。4

为了构筑长程有序的盘状液晶分子,三种合成子被合成,分别是二溴二苯乙炔(a),六(4-溴亚甲基苯基)苯(b)和二(溴亚甲基)二苯乙炔(c)。 在此基础上,两种六苯并蔻盘状分子HBC-C_(12), HBC-C_(15)被高产率合成(其中n分别为9和12)。分子结构通过1HNMR和UV-vis光谱得到证实。并利用差示量热分析仪(DSC)和偏光显微镜(POM)分析对HBC-C_(15)的热致和相行为进行分析。 此外,一种新的六苯并蔻前体,HPB-C-S-C_(12)被合成出来。作为一种六苯基苯衍生物,其侧链含有硫原子。但是,由于苄醚和路易斯酸的不可兼容性,在对其进行氧化脱氢过程中,这种六苯基苯不能有效地转化为六苯并蔻(X=S, n=11)。进一步的研究表明该反应同氧化剂、溶剂和温度有着紧密的关系。4

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学