基于金-四氧化三铁Janus纳米粒子的无机溶致液晶的构筑和性质研究

本课题拟从分子设计入手，在金-四氧化三铁（Au-Fe3O4）Janus纳米粒子提供的不同材料表面进行不对称修饰。通过控制分子上功能基团的结构和性质来调节修饰分子之间以及与溶剂之间的弱相互作用，组装具有环境刺激响应性的有序纳米结构材料-无机溶致液晶。本课题一方面基于结构有序和环境刺激响应性的要求，利用Janus纳米粒子中Au和Fe3O4自身的性质，来设计结构和作用方式上具有匹配和协同性的功能基团。另一方面，通过解析Janus粒子构建的液晶内部的微观结构参数，进而探索体系内分子间相互作用机制和有序结构形成机理。本研究将充分利用Janus粒子提供的性质迥异的修饰位点和材料本身的特性，为纳米粒子不对称修饰和功能化组装提供一条简便有效的新途径，并为以无机纳米粒子为主体来构筑液晶型有序结构提供新的研究思路，扩展有机无机复合功能材料新的组装方法。

本课题基于结构简单化的原则，同时满足结构有序和环境刺激响应性的要求，充分利用Janus纳米粒子两端Au和Fe3O4 材料本身的性质，来设计在作用力和结构上具有匹配性的功能基团，在金-四氧化三铁 Janus粒子两端进行不对称修饰。通过控制表面修饰分子的结构和性质来调节分子之间以及与溶剂之间的弱相互作用，构建了两端分别具有不同亲疏水性的类似有机表面活性剂分子的无机两亲分子，并在水和正己烷等溶剂中进行了组装，得到了具有有序结构的无机液晶和胶束聚集体结构并对其机理进行了分析。本研究充分利用Janus粒子提供的性质迥异的修饰位点和材料本身的特性，为纳米粒子不对称修饰和功能化组装提供一条简便有效的新途径，并为以无机纳米粒子为主体来构筑液晶、胶束等有序结构提供了新的研究思路。