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在自然界中,小分子在水中不断的进行超分子自组装形成有序的聚集体。受此启发,通过超分子自组装构筑新型功能材料,在生命科学、材料科学以及纳米科技等前沿科学领域具有重要的研究意义,并受到了研究人员的广泛关注。本论文基于核苷/镧系配合物,通过超分子自组装的方式,构筑了一系列新型超分子功能材料。并研究了配合物的化学结构,探讨了材料的形成机理、发光性能及动态响应性能。本论文包括七章内容:
第一章,综述了超分子化学、核苷分子、镧系配合物和超分子功能材料的研究与进展,为本课题的开展提供了重要的理论依据。
第二章,基于胸苷/镧系配合物制备了柔性的超分子荧光微米线。系统地研究了胸苷/镧系配合物的化学结构和微米线的组装机制、微观形貌以及发光性能。
第三章,将核苷与镧系离子进行反应,得到了六种对外界刺激具有动态响应性能的核苷/镧系超分子发光水凝胶。研究了超分子水凝胶的形成机制、微观形貌、流变性能及光学性能。并系统地探讨了水凝胶对温度、pH、阴离子以及阳离子的刺激响应性能,构筑了温度、pH及离子荧光转换开关。
第四和第五章,在脱氧鸟苷/镧系配合物研究的基础上,通过共掺杂的策略,得到了荧光高度可调并具有动态响应性的超分子水凝胶。研究了水凝胶的微观形貌、流变性能,光学性能和能量传递过程。探讨了镧系离子共掺杂水凝胶对Ag+、pH和温度的刺激响应性能,并构筑了可逆的荧光转换开关。此外,将脱氧鸟苷/铽配合物与荧光染料共掺杂,得到了具有荧光转换和溶胶-凝胶转换性能的超分子白光水凝胶。并系统地探讨了白光水凝胶的荧光转换和溶胶-凝胶转换特性。
第六章,在脱氧鸟苷/铽配合物与荧光染料共掺杂水凝胶研究的基础上,引入三磷酸鸟苷(GTP)分子,通过凝胶分子与GTP分子的共同作用,得到了具有手性和多晶性能的荧光微米花。研究了微米花的微观形貌和发光性能,并对微米花的自组装过程进行了实时监测。
最后一章,我们对论文进行了总结和展望。本工作为发光材料的构筑提供了新的方式。荧光检测和荧光显微技术的引入,为超分子自组装的进一步可控、精准调节以及可视化提供了可能。多刺激响应的发光水凝胶在智能材料、显示材料、化学/环境传感器以及数据存储等领域具有巨大的应用潜力。
第一章,综述了超分子化学、核苷分子、镧系配合物和超分子功能材料的研究与进展,为本课题的开展提供了重要的理论依据。
第二章,基于胸苷/镧系配合物制备了柔性的超分子荧光微米线。系统地研究了胸苷/镧系配合物的化学结构和微米线的组装机制、微观形貌以及发光性能。
第三章,将核苷与镧系离子进行反应,得到了六种对外界刺激具有动态响应性能的核苷/镧系超分子发光水凝胶。研究了超分子水凝胶的形成机制、微观形貌、流变性能及光学性能。并系统地探讨了水凝胶对温度、pH、阴离子以及阳离子的刺激响应性能,构筑了温度、pH及离子荧光转换开关。
第四和第五章,在脱氧鸟苷/镧系配合物研究的基础上,通过共掺杂的策略,得到了荧光高度可调并具有动态响应性的超分子水凝胶。研究了水凝胶的微观形貌、流变性能,光学性能和能量传递过程。探讨了镧系离子共掺杂水凝胶对Ag+、pH和温度的刺激响应性能,并构筑了可逆的荧光转换开关。此外,将脱氧鸟苷/铽配合物与荧光染料共掺杂,得到了具有荧光转换和溶胶-凝胶转换性能的超分子白光水凝胶。并系统地探讨了白光水凝胶的荧光转换和溶胶-凝胶转换特性。
第六章,在脱氧鸟苷/铽配合物与荧光染料共掺杂水凝胶研究的基础上,引入三磷酸鸟苷(GTP)分子,通过凝胶分子与GTP分子的共同作用,得到了具有手性和多晶性能的荧光微米花。研究了微米花的微观形貌和发光性能,并对微米花的自组装过程进行了实时监测。
最后一章,我们对论文进行了总结和展望。本工作为发光材料的构筑提供了新的方式。荧光检测和荧光显微技术的引入,为超分子自组装的进一步可控、精准调节以及可视化提供了可能。多刺激响应的发光水凝胶在智能材料、显示材料、化学/环境传感器以及数据存储等领域具有巨大的应用潜力。