具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体

黄海瑞; 冯训达

doi:10.37188/CJLCD.2026-0101

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具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体

材料物理 | 更新时间：2026-09-12

- 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体
- Zwitterionic lyotropic liquid-crystalline ion conductors featuring ordered hydrophilic channels
- 液晶与显示 2026年41卷第7期页码：925-931
- 作者机构：
  
  1.东华大学先进纤维材料全国重点实验室、材料科学与工程学院，上海 201620
  2.东华大学先进低维材料中心，上海 201620
- 作者简介：
  
  黄海瑞，男，博士研究生，2020年于上海应用技术大学获得硕士学位，主要从事基于可聚合溶致液晶制备有序聚合物的研究。E-mail： 1209033@mail.dhu.edu.cn
  冯训达，男，博士，研究员，2013年于德国哥廷根大学获得博士学位，主要从事液晶等软物质材料的结构、动态、应用的研究。E-mail： xunda.feng@dhu.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.37188/CJLCD.2026-0101
  中图分类号： O753.2
- CSTR：32172.14.CJLCD.2026-0101
- 收稿：2026-06-03，
  
  修回：2026-06-16，
  
  纸质出版：2026-07-06
- 稿件说明：
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黄海瑞, 冯训达. 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体[J]. 液晶与显示, 2026,41(7):925-931.

HUANG Hairui, FENG Xunda. Zwitterionic lyotropic liquid-crystalline ion conductors featuring ordered hydrophilic channels[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(7): 925-931.
黄海瑞, 冯训达. 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体[J]. 液晶与显示, 2026,41(7):925-931. DOI： 10.37188/CJLCD.2026-0101. CSTR： 32172.14.CJLCD.2026-0101.

HUANG Hairui, FENG Xunda. Zwitterionic lyotropic liquid-crystalline ion conductors featuring ordered hydrophilic channels[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2026, 41(7): 925-931. DOI： 10.37188/CJLCD.2026-0101. CSTR： 32172.14.CJLCD.2026-0101.

摘要

有序溶致液晶为构筑连续离子传输通道提供了有效结构平台。本文以可聚合两性离子型双亲分子SB11-1MA和LiCl水溶液为研究体系，构建SB11

-1MA/LiCl水溶液溶致液晶离子导体，并系统研究其室温相行为、结构参数及离子传输性能。偏光显微镜（POM）和小角X射线散射（SAXS）结果表明，该体系可在一定组成范围内自组装形成正相六方柱状相（H

）。相行为结果显示，LiCl的加入改变了H

相的组成范围，使六方柱状相区间向较低SB11-1MA含量方向移动。进一步SAXS分析表明，液晶晶格参数随SB11-1MA含量和LiCl水溶液浓度变化而发生规律性变化，表明亲水区域尺寸和分子堆积状态可通过体系组成进行调控。电化学阻抗谱（EIS）测试结果显示，该液晶离子导体在室温下表现出较好的离子传导能力，最高离子电导率达到1.1×10

-3

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-1

。不同组成样品的电导率变化表明，离子传输性能并非简单取决于盐含量或通道尺寸，而是受载流子浓度、亲水区域体积分数及液晶有序结构的协同调控，为有序液晶离子导体的结构设计与性能优化提供了实验依据。

Abstract

Ordered lyotropic liquid crystals provide an effective structural platform for constructing continuous ion-transport channels. In this work， a lyotropic liquid-crystalline ion conductor was constructed using the polymerizable zwitterionic amphiphile SB11-1MA and aqueous LiCl solution as the model system， and its room-temperature phase behavior， structural parameters， and ion-transport properties were systematically investigated. Polarized optical microscopy（POM） and small-angle X-ray scattering（SAXS） results demonstrate that the system can self-assemble into an ordered normal hexagonal columnar phase（H

） within a certain composition range. Phase-behavior analysis shows that the introduction of LiCl changes the composition window of the H

phase， shifting the hexagonal columnar phase region toward lower SB11-1MA contents. Further SAXS analysis reveals that the lattice parameter varies systematically with the SB11-1MA content and the concentration of the aqueous LiCl solution， indicating that the size of the hydrophilic domains and the molecular packing state can be regulated by adjusting the system composition. Electrochemical impedance spectroscopy（EIS） measurements show that the liquid-crystalline ion conductor exhibits good room-temperature ionic conductivity， with a maximum value of 1.1×10

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-1

. The conductivity variation among samples with different compositions indicates that ion transport is not simply determined by salt content or channel size， but is syne

rgistically regulated by carrier concentration， hydrophilic-domain volume fraction， and the ordered liquid-crystalline structure. These results provide experimental evidence for the structural design and performance optimization of ordered liquid-crystalline ion conductors.

关键词

Keywords

references

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