葡萄糖酸單縮醛類智慧型凝膠因子的製備及凝膠機理研究

《葡萄糖酸單縮醛類智慧型凝膠因子的製備及凝膠機理研究》是依託天津大學，由宋健擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：葡萄糖酸單縮醛類智慧型凝膠因子的製備及凝膠機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋健
• 依託單位：天津大學

項目摘要

通過本項目的研究可以為智慧型可控凝膠因子的設計提供理論指導，為凝膠因子可凝膠溶劑提供具有普遍適用性的預測模型。以易於結構衍生化的葡萄糖酸單縮醛甲酯為平台分子，通過分子設計與結構調節，分別合成具有主客體作用基團、光回響性基團、金屬離子識別基團的新型智慧型可控凝膠因子；揭示功能片段分子、外界刺激對於智慧型凝膠的凝膠性能與凝膠自組裝的影響，發現自組裝作用力對於凝膠性能的調節作用規律，製備凝膠性能可以調控的智慧型超分子凝膠。另外，在平台分子上引入不同自組裝性質的分子片段，設計與合成系列葡萄糖醯胺類凝膠因子，表征其凝膠性能及自組裝機理，採用溶解度參數理論構建凝膠因子可凝膠溶劑的預測模型；發現凝膠因子的自組裝作用力與預測模型之間的規律。葡萄糖酸單縮醛甲酯為平台分子的系列凝膠因子尚未見文獻報導。本研究會對有機功能材料、超分子化學和電化學等領域的發展起到一定的推動作用。

結題摘要

本項目在凝膠因子結構中引入特定功能基團，設計併合成了一系列具有不同刺激回響基團的D-葡萄糖縮醛類智慧型凝膠因子，研究了外界刺激對於智慧型凝膠性能的影響。表征其在不同溶劑體系中的凝膠性能及自組裝機理。研究了凝膠因子在凝膠推進劑、離子液體及感測器中的套用。 設計合成了一系列縮醛取代的葡萄糖醯單胺化合物，具有多重刺激回響性(對於陰離子、鹼的化學回響性；超聲、機械力的物理回響性)和多種套用性(流變及自愈劑、污水處理、溢油回收和光學器件製造等領域)。 通過酸鹼作用、設計併合成了兩個系列的雙組分膠凝因子，表現出高效的自修復性和相選擇性，並且在柔性光學器件和污水處理方面具有潛在套用。 設計併合成了具有二茂鐵結構片段的有機凝膠因子發現其對於F-和Al3+具有裸眼識別能力。設計併合成了具有三聯吡啶結構片段的、具有可自愈性能的超分子凝膠，研究了稀土金屬配合物的發光性能。設計併合成了具有希夫鹼結構片段的凝膠因子，研究了凝膠因子在不同溶劑中的凝膠性能，並探索了機械力對於智慧型凝膠因子性能的影響。 設計、合成並研究了具有不同分子間作用力的幾種多元醇縮醛類凝膠因子、葡萄糖醯胺類凝膠因子。測試了凝膠因子在混合溶劑中的凝膠行為，研究了給定凝膠因子在單一溶劑中的凝膠行為對混合溶劑凝膠行為的影響。 設計、合成了凝膠因子並製備了高密度碳氫燃料JP-10的超分子凝膠，使得金屬助燃劑（Al粉、B粉）在燃料凝膠體系中穩定分散。設計、合成了一系列凝膠因子並將離子液體凝膠化，製備了具有良好的離子導電性、優異的機械強度和相對增強的粘彈性的IL凝膠，是一種很好的自愈性電化學材料。 通過本項目的研究，發現外界刺激對於智慧型超分子凝膠性能的影響，總結了自組裝驅動力對於凝膠性能的調節作用規律，為智慧型凝膠因子的設計提供了理論指導。通過上述基礎研究，為超分子化學、有機功能材料和電化學等領域的發展做出一份貢獻。