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利用两亲分子和功能染料在气/液界面构筑超分子聚集体是功能材料领域的一个重要研究方向。本研究设计、合成了基于咪唑的两个系列新型Gemini两亲分子,正电荷分别位于内侧(endo)和外侧(exo),系统研究了在气/液界面与染料的组装行为,取得了以下结果:
1)成功合成了基于咪唑的两个系列新型Gemini两亲分子,发现它们可以在气/液界面形成稳定的单层膜;当连接基团较长时,亚相中的SO42-可以导致电荷在内侧的Gemini型两亲分子的构象发生明显的变化。
2)在一定pH值下,TPPS分子能以J-聚集体的形式与Gemini型两亲分子在气液界面复合,形成具有超分子手性的复合膜。复合膜的CD信号强度随间隔基长度增加而减小,并且仅在endo-BisImC17Cn系列中观察到激子耦合现象。转移到固体基板上的复合膜上有大量纳米纤维状结构。对于endo-BisImC17Cn系列,复合膜上纤维状结构的宽度和高度在endo-BisImC17C6处有一个明显的转折点。
3)研究了Gemini型两亲分子和染料分子刚果红在气液界面的相互作用,发现两类Gemini型两亲分子的间隔基长度均能在一定程度上控制超薄膜中染料分子的聚集。