Conducteur ionique à cristaux liquides solubles amphiphiles avec canaux hydrophiles ordonnés

HUANG Hairui ,  

FENG Xunda ,  

摘要

Les cristaux liquides solubles ordonnés offrent une plate-forme structurelle efficace pour la construction de canaux de transport ionique continus. Cet article étudie un système composé de la molécule amphiphile ionique bipolaire polymérisable SB11-1MA et d'une solution aqueuse de LiCl, pour construire un conducteur ionique à cristaux liquides solubles SB11-1MA/LiCl, et analyser systématiquement son comportement de phase à température ambiante, ses paramètres structuraux et ses performances de transport ionique. Les résultats de la microscopie optique en lumière polarisée (POM) et de la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) montrent que ce système peut s'auto-assembler en une phase cylindrique hexagonale positive (H1) dans un certain intervalle de composition. Les résultats sur le comportement de phase indiquent que l'ajout de LiCl modifie la plage de composition de la phase H1, déplaçant la zone de phase cylindrique hexagonale vers une teneur en SB11-1MA plus faible. Une analyse SAXS plus approfondie révèle que les paramètres du réseau des cristaux liquides varient systématiquement avec la teneur en SB11-1MA et la concentration de la solution aqueuse de LiCl, indiquant que la taille des régions hydrophiles et l'état d'empilement moléculaire peuvent être régulés par la composition du système. Les résultats des tests d'impédance électrochimique (EIS) montrent que ce conducteur ionique à cristaux liquides présente une bonne conductivité ionique à température ambiante, avec une conductivité ionique maximale atteignant 1,1×10-3 S·cm-1. Les variations de conductivité des échantillons de différentes compositions montrent que la performance du transport ionique ne dépend pas simplement de la teneur en sel ou de la taille des canaux, mais est régulée conjointement par la concentration des porteurs de charge, la fraction volumique des régions hydrophiles et la structure ordonnée des cristaux liquides, fournissant ainsi une base expérimentale pour la conception structurelle et l’optimisation des performances des conducteurs ioniques à cristaux liquides ordonnés.

关键词

cristaux liquides solubles;molécule amphiphile ionique bipolaire;transport ionique;phase cylindrique hexagonale positive

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