醇类介质中烷基伯胺有机凝胶与囊泡多面体等自组装结构表征与调控

关于醇类介质中表面活性剂自组装行为的认识较之水溶液体系远不够系统和成熟，其研究亦集中于胶束、液晶及囊泡结构，鲜有此类体系形成有机凝胶与囊泡多面体的报道。有机凝胶是非水溶剂中凝胶因子自组装形成的超分子结构，但凝胶因子的复杂多样性使之基本无规律可循，寻找简单结构凝胶因子并探究其凝胶形成机理成为该领域研究热点。笔者近期首次发现醇类介质中一定链长的烷基伯胺可形成热可逆凝胶，亦可形成巨囊泡多面体，温度诱导下可实现囊泡由单室→多室→多面体的转变。本课题拟系统研究此类结构简单且廉价易得的新型有机凝胶与囊泡体系，探索凝胶与囊泡形成机理及其微观结构与溶剂、表面活性剂之间的关系；考察无机（有机）添加物、温度、pH值、浓度等因素对凝胶或囊泡自组装结构的影响机制。以期能丰富对非水极性溶剂中表面活性剂有机凝胶/囊泡自组装聚集行为的认识，加深对表面活性剂超分子化学的理解。

关于醇类介质中表面活性剂自组装行为的认识较之水溶液体系远不够系统和成熟，而且在该体系形成有机凝胶与囊泡多面体的报道较少。此外就有机凝胶体系而言，寻找简单结构凝胶因子并探究其凝胶形成机理倍受关注。本项目系统研究了烷基伯胺在多元醇中的自组装聚集行为。以十六胺为模型分子，深入探讨溶剂分子在凝胶形成过程中的参与作用；使用偏光显微镜技术首次直接观测到了溶胶态巨囊泡向凝胶态纤维结构的转变历程；采用变温核磁氢谱与小角X射线衍射相结合的方法，对巨囊泡的形成以及形态转变的机理进行了考察；并通过流变学技术深入研究了凝胶结构多样性的生成机制。采用冷冻电镜、冷冻蚀刻电镜表征此类温度与溶剂敏感型自组装体系微观结构，系统研究了烷基伯胺碳链长度、浓度、溶剂种类、体系温度等因素对烷基伯胺-多元醇自组装聚集结构的影响规律。详细考察了其它溶剂、无机前驱物与金属纳米粒子等的存在对烷基伯胺-多元醇自组装结构的影响，并尝试应用该自组装体系可控制备金属、氧化物纳米粒子和介孔氧化硅材料。本项目所取得的科研成果有望丰富对非水极性溶剂中表面活性剂有机凝胶/囊泡自组装聚集行为的认识，为醇类介质自组装结构可控制备纳米材料提供基础数据。