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液晶是当前国内外研究的前沿热点,尤其是液晶材料的合成与应用。液晶材料具有优异的性能和广阔的应用前景。迄今为止,已经发现了成千上万种有机液晶;相反,仅有很少数无机液晶被表征。与有机液晶相比较,无机液晶可能具有更强的电、光、磁性质,和更好的热稳定性。半数无机液晶的尺寸从一体系到另一个体系有差别,但都属于胶体范围,而液晶基元大部分都属于纳米材料范围。溶致无机液晶相在非同分异构的无机粒子悬浮液中的某些临界浓度时形成。
层状双氢氧化物(简称LDHs)是一类无机化合物。在结构上相当于部分二价镁离子被同尺寸的三价阳离子所取代的氢氧镁石(Mg(OH)<,2>)。这种取代导致层片上带永久正电荷,而层间通道中有可交换的阴离子以维持电荷平衡。层状双氢氧化物被广泛注意,因为它可用作催化剂,催化剂母体,催化剂载体,吸附剂,阴离子交换剂和很有发展前途的纳米材料。层状双氢氧化物粒子通常很大,由于表面电荷密度导致层片上带的永久正电荷与层间通道中的可交换阴离子之间有很强的静电吸引力,使得它难于剥离,因此只有很少的报道涉及层状双氢氧化物的胶体领域。层状双氢氧化物粒子是片状的,而这样的胶体体系应该展现出液晶的特性。本文中,我们报道了镁铝型层状双氢氧化物胶体的制备和其液晶相的形成。
液晶是凝聚态物理研究的重要对象,生物液晶物理是液晶物理论在生命科学中的具体应用,是生物学与液晶物理学共同研究的交叉学科。实验证明生物体内的流体不是普通流体,而是液晶。生物液晶物理研究生命过程中的组织、疾病、衰老等过程中液晶态的变化;同时也研究生物膜的功能、生物体的能量、信息传递过程、光合作用等与生物液晶结构的关系。生物结构与液晶的联系一直受到各界的关注。生物结构与液晶具有密切的联系已越来越多的事实所证实。本文中的主要工作:
1、采用非稳态共沉淀法制备了镁铝型层状双氢氧化物(LDHs)胶体。用AJ-Ⅲ型原子力显微镜对样品的形貌及尺寸进行观察和分析。原子力显微镜图显示大多数粒子大体上呈现单分散性的片状粒子,直径在50nm到80nm之间(平均直径约为60nm),具有六角对称性。
2、制备了鸡胆汁、鱼胆汁、薰蚊草汁和樱桃汁等生物样品,用偏光显微镜拍摄了生物液晶照片一百多张,首次发现了生物球形液晶的双马尔它十字现象。
3、在光学上通过对双马尔它十字的进一步研究,揭示了生物球晶的光学特性。当溶液浓度达到一定程度后,高分子在液体某处无序的聚集到一起,在无序聚集态的基础上,逐层形成了光学各向异性外部区域,从而形成球晶。在球晶没有受到外力作用时,内部继续保持无序聚集态,因此观察到所谓的“中空马尔它十字”。当球晶受到外力作用后,无序聚集态的高分子在外层有序晶层的带动下,逐渐向有序态转化,转化为有序态的各分子层,形成了新的光轴,新光轴不再是人们熟知的球对称辐射光轴,而是抛物线光轴。球晶其它横截面上的光轴投影,也均为抛物线光轴,于是从偏光显微镜中看到的是旋转某一角度的小马尔它十字。