響應性和功能性表面活性劑膠體組裝體的構筑、結構和性能研究.pdf

1、自組裝是自然界中最常見的現象之一。通過自組裝，表面活性劑分子可以組裝成許多傳統(tǒng)的聚集體結構（如囊泡、膠束等）;目前人們已經發(fā)現并研究了很多表面活性劑聚集體結構。響應性表面活性劑（或者響應性兩親分子）由于具有特殊的響應性和功能性，近些年得到了廣大科研工作者的廣泛關注。本論文主要涉及響應性表面活性劑的合成，以及以響應性表面活性劑進行溶液和界面組裝，構建具有響應性和功能性的膠體組裝結構。本論文的研究內容如下:
　　第一部分，緒論。主要介

2、紹了涉及表面活性劑、膠體組裝結構的基本概念和傳統(tǒng)膠體組裝結構的種類。并詳細介紹了響應性表面活性劑的概念和類型以及目前化學領域研究最熱的新穎的膠體聚集體。
　　第二部分，以陽離子表面活性劑CTABr和含有四個羧酸基團的偶氮苯衍生物凝膠劑分子(AzoNa4)制備了多刺激響應性的蠕蟲狀膠束水凝膠。CTABr與非手性偶氮苯分子(AzoNa4)在H+存在的情況下可以作為一種優(yōu)良的膠凝劑分子形成凝膠，并產生超分子手性。我們以cryo-TEM、

3、圓二色(CD)等表征手段研究了酸誘導形成的超分子凝膠的凝膠化過程和其中的結構形貌變化。我們所構建的手性光學開關可以對pH值和光刺激作出響應，為構建響應型功能性凝膠材料開辟了新途徑。
　　第三部分，以非手性分子構建了含有囊泡和碟狀膠束的手性凝膠。通過調節(jié)pH值，使得凝膠體系獲得超分子手性;這種特殊的膠體凝膠體系可以發(fā)生一系列的溶膠-凝膠-溶膠轉變。在氫鍵作用和疏水作用協同作用下，兩性離子表面活性劑(C14DMAO)和偶氮苯凝膠劑分子

4、AzoNa4共同構建了該智能凝膠體系。該體系的手性與聚集狀態(tài)密切相關，只有在凝膠狀態(tài)下該體系是具有手性的，溶膠不具有手性特征。在超分子手性水凝膠體系中，第一次發(fā)現有碟狀膠束和囊泡共存。
　　第四部分，對于膠體蠕蟲狀膠束體系，第一次通過氧化還原和主客體相互作用對體系的手性進行調節(jié)。討論了纖維狀聚集體（蠕蟲狀膠束）中二級組裝聚集過程對于體系手性產生所發(fā)揮的作用。通過含氧化還原基團的表面活性劑(FTMA)和偶氮苯衍生物分子AzoNa4結

5、合，設計構建了蠕蟲狀膠束凝膠體系。借助于施加化學氧化還原刺激，實現了對蠕蟲狀膠束凝膠手性和粘度的可逆調控。此外，通過β-CD(環(huán)糊精)與FTMA分子之間的主客體相互作用，成功調節(jié)了蠕蟲狀膠束內FTMA和AzoH4之間的疏水相互作用和氫鍵作用，進而調節(jié)其粘度和手性。該體系為調節(jié)膠體體系中的超分子手性提供了一種新的思路。
　　第五部分，創(chuàng)建了一種調節(jié)分子磁體磁性的新方法:通過構建膠體組裝結構（蠕蟲狀膠束）調控磁性離子液體(CTAFe，

6、分子磁體)復合物的磁性。在磁性離子液體絡合物中，在形成蠕蟲狀膠束之后其鐵磁性增強至原來的4倍。這為理解分子磁性的產生本質提供了一種新的路徑。此外，從蠕蟲狀膠束內部分子/離子分布的角度解釋了鐵磁性變化的原因。CTAFe蠕蟲狀膠束中，Stern層和蠕蟲狀膠束內部含有磁性疏水性反離子[FeCl3Br]-，反離子[FeCl3Br]-會與AzoNa4（或AzoH4）分子之間產生相互作用并將其磁化。
　　第六部分，以多金屬氧酸鹽(POM){M

7、o72Fe30}和雙尾鏈磁性陽離子表面活性劑(C16H33)2(CH3)2N+[FeCl3Br]-構建了無毒的磁性載體，用于生物分子的捕獲，運輸和遞送。這是第一次合成雙尾鏈磁性表面活性劑(C16H33)2(CH3)2N+[FeCl3Br]-。在隨時間變化的動態(tài)界面上，我們以上述兩種物質構建了一種病毒形狀的磁性囊泡簇。磁性病毒狀囊泡簇具有空心殼體結構，具有較高的比表面積，可以在外加磁場作用下進行定向遷移。磁性病毒狀囊泡簇可用于結合，錨定和

8、遞送DNA分子，病毒狀囊泡簇可以在24小時內吸附多達95％的DNA分子。
　　第七部分，對于POM-表面活性劑的混合體系，我們第一次將兩親化合物中帶負電的反離子進行磁性改性(從Cl-改性到[FeCl4]-)。反離子[FeCl4]-參與了POM/磁性表面活性劑混合組裝體的構建。在液液界面上我們以雙尾鏈磁性表面活性劑(C18)2C2N+[FeCl4]-和多金屬氧酸鹽{Mo72Fe30}成功地構筑了帶有正電荷的磁性聚集體。在這個體系中，