《分子凝膠中有機化合物的結晶機制》是依託陝西師範大學，由劉凱強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：分子凝膠中有機化合物的結晶機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉凱強
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
不同於傳統的化學凝膠，分子凝膠是以小分子化合物為膠凝劑，通過超分子弱相互作用而形成，具有類型多樣、溶劑適應性強等突出優點，特別是當受到物理或化學刺激時表現出明顯的相態變化，在無缺陷晶體培養與含能材料製備等方面具有潛在的套用價值。然而，分子凝膠作為新型結晶介質的相關研究報導很少。本項目以高分子凝膠結晶理論為基礎，圍繞分子凝膠介質中結晶過程所涉及的空間限域效應、耦合效應、溶劑效應與溫度效應諸多因素，選取課題組業已成熟的一系列典型的透明分子凝膠為結晶介質，以具有在膠凝溶劑中結晶行為匹配的有機化合物作為待結晶對象，通過典型的實驗設計與實施，期望揭示分子凝膠介質中有機化合物的結晶規律以及多種效應的影響機制，豐富分子凝膠結晶理論與方法。
結題摘要
在國家自然科學基金委員會的支持下，在過去的四年里，劉凱強研究員的研究小組按照“分子凝膠介質有機化合物結晶機制”項目申請書所提出的研究任務，主要開展了以下幾個方面的研究工作：（1）以脂肪叔胺、吡啶、脲基、膽固醇等為基本結構單元，設計製備了二十餘種結構各異的小分子膠凝劑；（2）通過膠凝濃度與溶劑篩選等手段，獲得了一系列色澤透明的分子凝膠與凝膠乳液；（3）利用分子凝膠的空間限域效應，實現了多種有機半導體的結晶。進一步根據溶液法一維富勒烯晶體的生長機制，建立了凝膠介質中長度與直徑可控的一維富勒烯晶體生長新策略，所獲晶體表現出優異的光電性能；（4）基於可逆共價鍵的形成規律，建立了硼酯鍵類、醯腙鍵等可逆共價鍵分子凝膠體系，實現了集於高韌性、刺激回響性與自修復於一身的可逆共價鍵分子凝膠體系，篩選合適的凝膠以此作為納米金屬晶體生長的新介質，並建立了汞離子可視化感測的新方法；（5）凝膠乳液被證明並非良好的結晶介質，但利用其乳液結構的模板作用，合成製備了近20種具有不同內相結構的低密度剛性或柔性材料，其中部分體系對PM、多種有機溶劑與油類等物質表現出高效的吸附性能；（6）作為合作工作，基於空間限域等製備策略，合作發展了多種無機半導體晶體生長新方法；以溶菌酶蛋白質溶膠為介質，合作製備了具有“核-殼”結構的蛋白質納米介晶體；（7）搭建流變儀有效測量分子凝膠原位製備裝置，為膠凝溶劑易揮發、凝膠形成時間較長等分子凝膠流變學測量提供了有力的保障。 項目執行期間，申報發明專利4件，實用新型專利1件，獲批發明專利3件，實用新型專利1件，發表研究論文13篇，榮獲陝西省科技成果一等獎1項。培養碩士研究生4名（其中1名已赴義大利留學攻讀博士學位）、聯合培養碩士研究生1名。
