Exploration des méthodes de synthèse des quasi-cristaux de matière molle

LIU Yaohong ,  

XIE Mingsi ,  

CHEN Peng ,  

LIU Heng ,  

JIA Gaojun ,  

ZHANG Chunxiu ,  

YU Haifeng ,  

摘要

Les quasi-cristaux de matière molle sont réalisés par auto-assemblage moléculaire, ce qui leur confère des avantages uniques en conception et régulation, réduisant considérablement la difficulté de synthèse et offrant de nouvelles voies pour atteindre des matériaux ordonnés à multi-échelles et fonctionnalisés. Actuellement, dans les systèmes de matière molle tels que les macromolécules dendritiques, les polymères étoilés ABC à trois bras, les copolymères en blocs, les tensioactifs et les nanoparticules colloïdales binaires, les phases quasi-cristallines observées sont majoritairement des quasi-cristaux à symétrie axiale à douze fois. La recherche sur les quasi-cristaux de matière molle croise des domaines comme la chimie supramoléculaire, la chimie organique, la chimie colloïdale, la chimie des polymères et la physique de la matière molle. La formation des quasi-cristaux de matière molle dépend de conceptions moléculaires complexes et du contrôle des échelles structurelles hiérarchiques de l’auto-assemblage. En tant que nouveau système d'auto-assemblage, leur structure non périodique unique offre une nouvelle réflexion pour la conception de matériaux fonctionnels. Bien que quelques quasi-cristaux aient été découverts dans certaines matières molles telles que les copolymères en blocs et les macromolécules dendritiques, l'étude des principes de formation reste au stade d’analyse structurelle de produits accidentels, et la conception et synthèse d'un quasi-cristal à partir de zéro demeure un défi scientifique. Basée sur la compréhension des quasi-cristaux d’alliages, la recherche sur les quasi-cristaux de matière molle nécessite l’établissement de nouveaux paradigmes de recherche capables d’accélérer considérablement la conception et la synthèse de nouvelles structures thermodynamiquement stables ou métastables à long terme, fournissant ainsi des sources et des voies matérielles pour des recherches dans d’autres domaines. Cet article passe en revue les concepts de base et le contexte de recherche des quasi-cristaux, résume les conditions de formation et des cas typiques des quasi-cristaux de matière molle, met l’accent sur les stratégies de construction, propose deux approches de construction des quasi-cristaux de matière molle : une méthode d’approximation empirique et une méthode de synthèse inverse basée sur des calculs théoriques, fournissant une référence pour la conception rationnelle et l'application fonctionnelle des quasi-cristaux de matière molle.

关键词

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

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