Exploration des méthodes de synthèse des quasicristaux de matière molle

LIU Yaohong ,  

XIE Mingsi ,  

CHEN Peng ,  

LIU Heng ,  

JIA Gaojun ,  

ZHANG Chunxiu ,  

YU Haifeng ,  

摘要

Les quasicristaux de matière molle sont réalisés par auto-assemblage moléculaire, ce qui confère aux quasicristaux de matière molle des avantages uniques en matière de conception et de régulation, réduisant non seulement considérablement la difficulté de synthèse, mais offrant également de nouvelles voies pour réaliser des matériaux ordonnés à multi-échelles et fonctionnalisés. Actuellement, dans des systèmes de matière molle tels que les dendrimères, les polymères étoiles ABC à trois bras, les copolymères en blocs, les agents tensioactifs et les nanoparticules colloïdales binaires, les phases quasicristallines observées forment principalement des quasicristaux à symétrie axiale douze fois. La recherche sur les quasicristaux de matière molle croise la chimie supramoléculaire, la chimie organique, la chimie colloïdale, la chimie des polymères et la physique de la matière molle. La formation des quasicristaux de matière molle dépend d’un design moléculaire complexe et du contrôle des structures d’auto-assemblage hiérarchiques à différentes échelles. En tant que nouveaux systèmes d’auto-assemblage, leur structure ordonnée non périodique unique offre de nouvelles idées pour la conception de matériaux fonctionnels. Bien que quelques cas de quasicristaux aient été découverts dans les copolymères en blocs et les dendrimères, la recherche sur les principes de formation des quasicristaux reste au stade de l’analyse structurelle de produits accidentels, et la conception de la synthèse d’un quasicristal à partir de zéro reste un défi pour les scientifiques. Sur la base des connaissances des quasicristaux métalliques, la recherche sur les quasicristaux de matière molle nécessite l’établissement de nouveaux paradigmes, qui peuvent considérablement accélérer la conception et la synthèse de nouvelles structures de quasicristaux de matière molle thermodynamiquement stables ou à état métastable à long terme, fournissant ainsi des matériaux sources pour des recherches dans d’autres domaines. Cet article passe en revue les concepts fondamentaux et le contexte de recherche des quasicristaux, résume les conditions de formation et les cas typiques des quasicristaux de matière molle, et discute en détail les stratégies de construction des quasicristaux de matière molle, en proposant deux approches de construction : la méthode approchante empirique des quasicristaux et la méthode rétro-synthétique basée sur le calcul théorique, fournissant une référence pour la conception rationnelle et l’application fonctionnelle des quasicristaux mous.

关键词

quasicristaux de matière molle; auto-assemblage; synthèse; symétrie de rotation douze fois; structure quasi-périodique

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