胶体体系中典型软物质特征的介电弛豫谱研究

软物质概念提出以来，在胶体化学领域得到了越来越多的关注。然而，大多数的研究都集中在如何制备和表征软物质材料上，而很少留意胶体体系具有软物质特性的本质原因。这将难以充分发挥软物质体系在开发新型功能性液体材料将起到的作用，同时也可能失去促进胶体科学基础研究发展的机遇。本项目提出用介电弛豫谱探测典型胶体物质内部各种信息的方法，通过凝聚态物理学原理与典型胶体的介电模型的结合，建立介电弛豫参数和体系内多种物理化学参数的定量关系，从而获取其它单一的实验手段所无法获得的微观、介观和宏观三个层次的多种信息，包括微观的分子链运动和相互作用机制、介观的聚集状态、自组装规律、微结构界面极化，以及宏观的电荷分布、迁移和电流变性等能够揭示软物质特征的信息。理解自组装过程的驱动以及放大响应等软物质特性之本质，为开发新型材料提供理论依据，同时为拓展介电谱研究方法提供一种新思路。

与软物质相关的胶体体系大多数的研究都集中在如何制备和表征软物质材料上，而很少留意胶体体系具有软物质特性的本质原因，这难以充分发挥软物质体系在开发新型功能性液体材料方面作用，也可能失去促进胶体科学基础研究发展的机遇。本项目用介电弛豫谱探测典型胶体物质内部各种信息，重点研究了四类典型的胶体软物质体系：表面活性剂构筑的多元自组织体系、聚电解质溶液和温敏微凝胶溶液、极性粒子悬浮液以及高分子膜体系。期间，发表学术期刊论文24篇，参加国内会议发表国内会议论文19篇，做邀请报告4次，参加国际会议发表国际会议论文2篇，超出了计划和预期的成果，主要进展如下：.(1) 对于表面活性剂构筑的多元自组织体系，研究了温度、浓度和组分极性三种变量下二元和三元自组织体系的介电谱，利用介电谱进行模型化解析判定了聚集体内各种层次聚集形态和缔合物动力学和热力学及其电学特征，揭示了聚集体形成过程中的驱动力，详细研究了受限空间中的液体的弛豫行为和动力学。. (2) 对于聚电解质溶液和温敏微凝胶溶液体系，研究了聚合度、浓度、外加对离子种类和温度对聚电解质溶液介电性质的影响；结合标度理论获得聚电解质链特征长度、溶剂性质参数；揭示了分子链电荷和对离子空间分布对链构象与运动以及聚集状态影响的本质；此外，对微凝胶体系的研究揭示了热响应性微凝胶体积相转变行为与结构、电荷分布的关联性。. (3) 对于粒子悬浮液体系，获得了悬浮液体系的介电性质与流变性能之关联性，揭示了多种聚集形态和相互作用以及体积分数对流变性质影响的本质原因；. (4) 作为软质之一的生物膜模型，高分子膜/溶液体系也被研究了。获得了电解质种类和酸度对膜的离子选择渗透性的影响，以及膜内各层结构特征信息；提出利用介电解析对膜吸附过程进行实时监测的理论方法；建立了包含污染层的介电模型，实现了只需解析介电谱便可探知膜分离过程中膜的污染程度和污染机制的方法。.