Löslicher amphiphiler ionischer Flüssigkristall-Ionenleiter mit geordneten hydrophilen Kanälen

HUANG Hairui ,  

FENG Xunda ,  

摘要

Geordnete lösliche Flüssigkristalle bieten eine effektive strukturelle Plattform zum Aufbau kontinuierlicher Ionenleitungswege. In dieser Arbeit wurde das polymerisierbare amphiphile ionische doppelköpfige Molekül SB11-1MA und LiCl-Wasserlösung als Forschungssystem verwendet, um den löslichen Flüssigkristall-Ionenleiter SB11-1MA/LiCl aufzubauen und sein Phasenverhalten bei Raumtemperatur, Strukturparameter und Ionenleitfähigkeit systematisch zu untersuchen. Die Ergebnisse der Polarisationslichtmikroskopie (POM) und Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) zeigen, dass sich das System in einem bestimmten Zusammensetzungsbereich selbst zu einer positiven hexagonalen Säulenphase (H1) zusammenlagern kann. Die Phasenverhaltensanalyse zeigt, dass die Zugabe von LiCl den Zusammensetzungsbereich der H1-Phase verändert und den Bereich der hexagonalen Säulenphase in Richtung geringeren SB11-1MA-Gehalts verschiebt. Weitere SAXS-Analysen zeigen, dass sich die Flüssigkristall-Gitterparameter regelmäßig mit dem SB11-1MA-Gehalt und der LiCl-Wasserkonzentration ändern, was darauf hinweist, dass die Größe der hydrophilen Bereiche und der molekulare Packungszustand durch die Systemzusammensetzung geregelt werden können. Die Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) zeigen, dass der Flüssigkristall-Ionenleiter bei Raumtemperatur eine gute Ionenleitung aufweist, mit einer maximalen Ionenkonduktivität von 1,1×10-3 S·cm-1. Die Veränderungen der Leitfähigkeit in Proben mit unterschiedlicher Zusammensetzung zeigen, dass die Ionenleitfähigkeit nicht einfach vom Salzgehalt oder der Kanalgröße abhängt, sondern durch eine gemeinsame Regulierung der Ladungsträgerkonzentration, des Volumenanteils der hydrophilen Bereiche und der geordneten Flüssigkristallstruktur beeinflusst wird. Dies liefert eine experimentelle Grundlage für das Strukturd_design und die Leistungsoptimierung geordneter Flüssigkristall-Ionenleiter.

关键词

löslicher Flüssigkristall;amphiphiles ionisches doppelköpfiges Molekül;Ionentransport;positive hexagonale Säulenphase

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