本文主要研究内容
作者李金星（2019）在《分子间卤/氢键作用诱导二维自组装结构多样性及机理》一文中研究指出：分子自组装单层膜在控制润湿与粘附,生物相容性,耐化学性,分子识别传感器,纳米制造等方面具有广阔的应用前景。在固/液界面构筑二维有序分子自组装结构并研究其内部存在的各种弱相互作用及机理,是表/界面领域研究的热点。因此合理设计具有独特结构的构筑基元,研究它们的“独特特征”对分子间相互作用(主要为卤/氢键)及最终自组装结构的影响,在纳米科学技术领域具有极其重要的意义。本文设计合成了三种系列的有机小分子,采用扫描隧道显微镜(STM)研究分子在高定向热解石墨(HOPG)表面的自组装,分析其纳米结构形成与调控机制。本论文的主要研究工作和创新性结果如下:(1)通过STM研究了碘取代的噻吩并菲衍生物5,10-DITD分子在1-辛酸/石墨界面的自组装,发现其自组装存在浓度效应,获得了卤键驱动的三种二维手性纳米结构。高浓度时,“之”字形条垄中分子间连续的C=O???I???S卤键使分子自组装呈蜂窝状手性结构。中等浓度时,分子与溶剂间的C=O···I···H卤键及分子间C=O???I???S和I???O=C卤键导致风筝状手性结构的形成。低浓度时,分子间C=O???I???S键和分子与溶剂共吸附产生的C=O···I···H键决定了环状手性结构的形成。实验结果表明分子间卤键、分子-溶剂间C=O···I···H键及共吸附的溶剂分子(1-辛酸)数目共同作用决定自组装手性结构的形成和转变。该工作突出了不同种类的卤键在调控超分子结构及构筑不同手性结构方面的重要作用。(2)通过STM研究了苯和萘的溴代衍生物(Br-BC16和Br-NC16)在液/固界面的超分子自组装。两种分子通过分子间H???Br和Br???Br键排列形成不同的线型结构。由于沿C–Br键共轭核的不同几何对称性,Br-BC16的侧链和共轭核以相同的方向排列;Br-NC16的侧链则沿着不同的石墨晶格方向伸展,并且每个Br-NC16二聚体中两个共轭核取向相反。静电势图和密度泛函理论计算表明,每个二聚体中带正电的氢原子与带负电的溴原子之间的分子间H???Br键主导了组装结构的形成。此外,每一个Br-BC16二聚体中的Br???Br键和相邻Br-NC16二聚体的Br???Br键分别稳固了两种组装结构的形成。该研究结果为理解溴代分子是通过氢键还是卤键形成自组装结构提供了依据。(3)通过STM研究了位置异构体p-DBPy和d-DBPy在不同溶剂(辛苯和辛酸)/石墨界面的二维自组装。两种分子均含有与有机光电领域相关的二酮吡咯并吡咯(DPP)单元,唯一不同的区别是位于吡啶基上N原子的位置。分子自组装均呈现浓度和溶剂效应。两种分子展示出完全不同的分子构象和排列结构,证明了吡啶基上N原子的位置变化会导致不同的分子间相互作用。当吡啶基上N原子的位置接近中心共轭核时,分子弯曲改变构形成香蕉状。对于d-DBPy分子,其N原子远离中心共轭核,在单分子层中分子构象保持一种线型结构。分子化学结构的细微差异显著影响了薄膜的组装形貌。这种基于DPP单元的半导体在表面上系统性的自组装研究工作可以为光伏材料的合理设计和薄膜形态的控制提供指导。
Abstract
fen zi zi zu zhuang chan ceng mo zai kong zhi run shi yu nian fu ,sheng wu xiang rong xing ,nai hua xue xing ,fen zi shi bie chuan gan qi ,na mi zhi zao deng fang mian ju you an kuo de ying yong qian jing 。zai gu /ye jie mian gou zhu er wei you xu fen zi zi zu zhuang jie gou bing yan jiu ji nei bu cun zai de ge chong ruo xiang hu zuo yong ji ji li ,shi biao /jie mian ling yu yan jiu de re dian 。yin ci ge li she ji ju you du te jie gou de gou zhu ji yuan ,yan jiu ta men de “du te te zheng ”dui fen zi jian xiang hu zuo yong (zhu yao wei lu /qing jian )ji zui zhong zi zu zhuang jie gou de ying xiang ,zai na mi ke xue ji shu ling yu ju you ji ji chong yao de yi yi 。ben wen she ji ge cheng le san chong ji lie de you ji xiao fen zi ,cai yong sao miao sui dao xian wei jing (STM)yan jiu fen zi zai gao ding xiang re jie dan mo (HOPG)biao mian de zi zu zhuang ,fen xi ji na mi jie gou xing cheng yu diao kong ji zhi 。ben lun wen de zhu yao yan jiu gong zuo he chuang xin xing jie guo ru xia :(1)tong guo STMyan jiu le dian qu dai de sai fen bing fei yan sheng wu 5,10-DITDfen zi zai 1-xin suan /dan mo jie mian de zi zu zhuang ,fa xian ji zi zu zhuang cun zai nong du xiao ying ,huo de le lu jian qu dong de san chong er wei shou xing na mi jie gou 。gao nong du shi ,“zhi ”zi xing tiao long zhong fen zi jian lian xu de C=O???I???Slu jian shi fen zi zi zu zhuang cheng feng wo zhuang shou xing jie gou 。zhong deng nong du shi ,fen zi yu rong ji jian de C=O···I···Hlu jian ji fen zi jian C=O???I???She I???O=Clu jian dao zhi feng zheng zhuang shou xing jie gou de xing cheng 。di nong du shi ,fen zi jian C=O???I???Sjian he fen zi yu rong ji gong xi fu chan sheng de C=O···I···Hjian jue ding le huan zhuang shou xing jie gou de xing cheng 。shi yan jie guo biao ming fen zi jian lu jian 、fen zi -rong ji jian C=O···I···Hjian ji gong xi fu de rong ji fen zi (1-xin suan )shu mu gong tong zuo yong jue ding zi zu zhuang shou xing jie gou de xing cheng he zhuai bian 。gai gong zuo tu chu le bu tong chong lei de lu jian zai diao kong chao fen zi jie gou ji gou zhu bu tong shou xing jie gou fang mian de chong yao zuo yong 。(2)tong guo STMyan jiu le ben he nai de xiu dai yan sheng wu (Br-BC16he Br-NC16)zai ye /gu jie mian de chao fen zi zi zu zhuang 。liang chong fen zi tong guo fen zi jian H???Brhe Br???Brjian pai lie xing cheng bu tong de xian xing jie gou 。you yu yan C–Brjian gong e he de bu tong ji he dui chen xing ,Br-BC16de ce lian he gong e he yi xiang tong de fang xiang pai lie ;Br-NC16de ce lian ze yan zhao bu tong de dan mo jing ge fang xiang shen zhan ,bing ju mei ge Br-NC16er ju ti zhong liang ge gong e he qu xiang xiang fan 。jing dian shi tu he mi du fan han li lun ji suan biao ming ,mei ge er ju ti zhong dai zheng dian de qing yuan zi yu dai fu dian de xiu yuan zi zhi jian de fen zi jian H???Brjian zhu dao le zu zhuang jie gou de xing cheng 。ci wai ,mei yi ge Br-BC16er ju ti zhong de Br???Brjian he xiang lin Br-NC16er ju ti de Br???Brjian fen bie wen gu le liang chong zu zhuang jie gou de xing cheng 。gai yan jiu jie guo wei li jie xiu dai fen zi shi tong guo qing jian hai shi lu jian xing cheng zi zu zhuang jie gou di gong le yi ju 。(3)tong guo STMyan jiu le wei zhi yi gou ti p-DBPyhe d-DBPyzai bu tong rong ji (xin ben he xin suan )/dan mo jie mian de er wei zi zu zhuang 。liang chong fen zi jun han you yu you ji guang dian ling yu xiang guan de er tong bi ge bing bi ge (DPP)chan yuan ,wei yi bu tong de ou bie shi wei yu bi ding ji shang Nyuan zi de wei zhi 。fen zi zi zu zhuang jun cheng xian nong du he rong ji xiao ying 。liang chong fen zi zhan shi chu wan quan bu tong de fen zi gou xiang he pai lie jie gou ,zheng ming le bi ding ji shang Nyuan zi de wei zhi bian hua hui dao zhi bu tong de fen zi jian xiang hu zuo yong 。dang bi ding ji shang Nyuan zi de wei zhi jie jin zhong xin gong e he shi ,fen zi wan qu gai bian gou xing cheng xiang jiao zhuang 。dui yu d-DBPyfen zi ,ji Nyuan zi yuan li zhong xin gong e he ,zai chan fen zi ceng zhong fen zi gou xiang bao chi yi chong xian xing jie gou 。fen zi hua xue jie gou de xi wei cha yi xian zhe ying xiang le bao mo de zu zhuang xing mao 。zhe chong ji yu DPPchan yuan de ban dao ti zai biao mian shang ji tong xing de zi zu zhuang yan jiu gong zuo ke yi wei guang fu cai liao de ge li she ji he bao mo xing tai de kong zhi di gong zhi dao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的李金星，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于分子自组装论文,扫描隧道显微镜论文,卤键论文,手性论文,浓度效应论文,位置异构体论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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