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近年来,新型的自组装材料有机小分子凝胶受到广泛关注。凝胶因子通过氢键作用、配位作用、疏水作用、π-π堆积作用、范德华力等非共价键作用力自组装形成网络结构,进而与溶剂作用形成凝胶。有机小分子凝胶具有热可逆性、自修复性、低毒性以及对外界环境刺激敏感等特性,使其发展成为具有广阔应用前景的一类智能型或功能化纳米材料。本文设计合成了新型有机小分子凝胶剂,利用先进的科学技术手段对其进行了表征,并详细研究了凝胶的性质和自组装机理,此外还探索了凝胶的潜在应用价值。具体研究内容包括如下两部分:1、有机小分子凝胶“囊泡-管-纤维”的自发结构演变机制及其应用的探索将4-氨基安替吡啉(该物质已经在染料、生物医药、农药和环境等领域得到了广泛的应用)引入到ALS体系中,并以4-氨基-2,3-二甲基吡唑啉酮为连接体构筑新型凝胶因子。该凝胶因子在自组装过程中自发融合,发生从囊泡到管再到纤维的可逆结构演变,途经几种不同的中间体,如融合的囊泡、长短不同的管等。通过采用电子显微镜、小角X射线衍射、粉末X射线衍射等先进的技术手段研究凝胶因子的凝胶化过程,以此探究结构演变机制。凝胶体系的纤维结构通过超声或机械力刺激可以分别转变为管状结构和破损的纤维结构。然而静置一段时间,破损的纤维又可以互相连接重新形成凝胶,显示了该自组装体系的自修复和自纠错特性。此外,通过对凝胶进行加热处理,研究了其结构演变的逆过程。“囊泡-管-纤维”可逆结构演变过程的完整研究对于设计合成新型的超声响应的纳米/微米结构物质具有重要作用。2、基于萘酰亚胺的有机小分子水凝胶及其药物缓释行为的研究除了上一章中的“囊泡-管-纤维”的结构演变机制,本章还研究发现了另一种“球-环-管”的自组装过程。本章设计合成了两种糖功能化的萘酰亚胺衍生物H1和H2,二者均可形成水凝胶。其中凝胶因子H1通过原位反应自组装形成超分子纳米管,该管状样品在pH值为5-8的水溶液中超声直接形成凝胶而不需要经过溶胶中间态,并且形成凝胶后仍为管状聚集体,对其成凝胶机制进行了详细地研究。H1经氨基己酸修饰后得到凝胶因子H2,H2由于具有更多的氢键结合位点形成了耐酸碱水凝胶,可以在pH值为1-14的水溶液中超声形成凝胶。最后我们探索了水凝胶在亲水性药物传输与释放系统中的潜在应用。