《膠體體系中典型軟物質特徵的介電弛豫譜研究》是依託北京師範大學，由趙孔雙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：膠體體系中典型軟物質特徵的介電弛豫譜研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：趙孔雙
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
軟物質概念提出以來，在膠體化學領域得到了越來越多的關注。然而，大多數的研究都集中在如何製備和表征軟物質材料上，而很少留意膠體體系具有軟物質特性的本質原因。這將難以充分發揮軟物質體系在開發新型功能性液體材料將起到的作用，同時也可能失去促進膠體科學基礎研究發展的機遇。本項目提出用介電弛豫譜探測典型膠體物質內部各種信息的方法，通過凝聚態物理學原理與典型膠體的介電模型的結合，建立介電弛豫參數和體系內多種物理化學參數的定量關係，從而獲取其它單一的實驗手段所無法獲得的微觀、介觀和巨觀三個層次的多種信息，包括微觀的分子鏈運動和相互作用機制、介觀的聚集狀態、自組裝規律、微結構界面極化，以及巨觀的電荷分布、遷移和電流變性等能夠揭示軟物質特徵的信息。理解自組裝過程的驅動以及放大回響等軟物質特性之本質，為開發新型材料提供理論依據，同時為拓展介電譜研究方法提供一種新思路。
結題摘要
與軟物質相關的膠體體系大多數的研究都集中在如何製備和表征軟物質材料上，而很少留意膠體體系具有軟物質特性的本質原因，這難以充分發揮軟物質體系在開發新型功能性液體材料方面作用，也可能失去促進膠體科學基礎研究發展的機遇。本項目用介電弛豫譜探測典型膠體物質內部各種信息，重點研究了四類典型的膠體軟物質體系：表面活性劑構築的多元自組織體系、聚電解質溶液和溫敏微凝膠溶液、極性粒子懸浮液以及高分子膜體系。期間，發表學術期刊論文24篇，參加國內會議發表國內會議論文19篇，做邀請報告4次，參加國際會議發表國際會議論文2篇，超出了計畫和預期的成果，主要進展如下： (1) 對於表面活性劑構築的多元自組織體系，研究了溫度、濃度和組分極性三種變數下二元和三元自組織體系的介電譜，利用介電譜進行模型化解析判定了聚集體內各種層次聚集形態和締合物動力學和熱力學及其電學特徵，揭示了聚集體形成過程中的驅動力，詳細研究了受限空間中的液體的弛豫行為和動力學。 (2) 對於聚電解質溶液和溫敏微凝膠溶液體系，研究了聚合度、濃度、外加對離子種類和溫度對聚電解質溶液介電性質的影響；結合標度理論獲得聚電解質鏈特徵長度、溶劑性質參數；揭示了分子鏈電荷和對離子空間分布對鏈構象與運動以及聚集狀態影響的本質；此外，對微凝膠體系的研究揭示了熱回響性微凝膠體積相轉變行為與結構、電荷分布的關聯性。 (3) 對於粒子懸浮液體系，獲得了懸浮液體系的介電性質與流變性能之關聯性，揭示了多種聚集形態和相互作用以及體積分數對流變性質影響的本質原因； (4) 作為軟質之一的生物膜模型，高分子膜/溶液體系也被研究了。獲得了電解質種類和酸度對膜的離子選擇滲透性的影響，以及膜內各層結構特徵信息；提出利用介電解析對膜吸附過程進行實時監測的理論方法；建立了包含污染層的介電模型，實現了只需解析介電譜便可探知膜分離過程中膜的污染程度和污染機制的方法。
