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本论文的主要工作是设计并制备了多种含金纳米粒子(Au NPs)的有机杂化材料,并在此基础上研究了其液晶性质和组装行为。 1、设计制备了表面同时修饰上普通的烷基链和液晶分子的纳米复合物。设计合成了两种液晶分子1和2,它们与纳米粒子相连接的部分是相同的,而液晶分子2是通过将液晶分子1中刚性的苯基换成柔性的环己基,从而使两种液晶分子的刚柔性明显不同。通过核磁共振仪(1H NMR),红外光谱仪(FT-IR)和元素分析仪证明了所制备纳米复合物的化学结构和纯度。通过示差扫描量热仪(DSC)、小角X射线散射仪(SAXS)和透射电子显微镜(TEM)研究了纳米复合物的组装结构。表面修饰的液晶分子的刚柔性对纳米复合物组装结构有很大的影响。同时,两种纳米复合物均具有磁性性质。 2、设计合成了端基有羟基官能团、并有大量烷基尾链的扇形小分子L,合成了烷基链修饰的金纳米粒子。小分子L其端基的羟基会与选用二嵌段共聚物PS-b-P4VP的P4VP中的4VP部分形成氢键,由于金纳米粒子表面的烷基链和小分子端基的烷基链是一样的,纳米粒子选择性的进入到聚合物的P4VP(L)n(n是L/4VP的摩尔比)部分。这样,在不用对纳米粒子或嵌段共聚物化学修饰的情况下,通过将嵌段共聚物、小分子L和纳米粒子共混可以制得Au/PS-b-P4VP(L)n纳米复合物。复合物可以自组装形成球状、层状和柱状结构。同时,研究表明复合物可以形成结构中包含结构的分级组装形貌。通过改变小分子和纳米粒子的掺杂含量,可以调控了所形成超分子复合物的结构。 3、合成了含亲水性聚氧乙烯链段及疏水性聚乙烯基对苯二甲酸二(对甲氧基苯酚)(PEO-b-PMPCS)的嵌段共聚物。同时,制备了表面有羟基修饰(Au(OH)n)或烷基链修饰(Au(CH)n)的金纳米粒子。由于PEO和Au(OH)n纳米粒子之间可以形成氢键,PEO-b-PMPCS与Au(OH)n纳米粒子在水溶液中可以形成稳定的复合物,纳米粒子选择性进入到PEO微区。另一方面,由于PMPCS和Au(CH)n纳米粒子均具有疏水性,在水溶液中,Au(CH)n纳米粒子选择性进入到PEO-b-PMPCS的PMPCS微区。通过改变嵌段共聚物的组成、聚合物长度、金纳米粒子含量以及金纳米粒子表面修饰分子的化学结构等因素调控了嵌段共聚物与金纳米粒子聚集体的尺寸和形貌。 4、由于四氢呋喃是嵌段共聚物PEO-b-PMPCS两段的良溶剂,而二氧六环是刚性段PMPCS的选择性溶剂,嵌段共聚物中不溶于二氧六环的PEO链段呈压缩构相。在第三部分工作的基础之上,选用二氧六环作为溶剂,通过改变溶剂,研究了具有不同组成比例的PEO-b-PMPCS嵌段共聚物与表面有羟基修饰的金纳米粒子形成的聚集体的尺寸和形貌。