Exploração de métodos de síntese de quasicristais de matéria mole

LIU Yaohong ,  

XIE Mingsi ,  

CHEN Peng ,  

LIU Heng ,  

JIA Gaojun ,  

ZHANG Chunxiu ,  

YU Haifeng ,  

摘要

Os quasicristais de matéria mole são realizados através do auto-assembléio molecular, o que lhes confere vantagens únicas em design e controle, não apenas reduzindo significativamente a dificuldade de síntese, mas também fornecendo novas vias para alcançar materiais ordenados e funcionais em múltiplas escalas. Atualmente, em sistemas de matéria mole como dendrímeros, polímeros estrelados ABC de três braços, copolímeros em bloco, surfactantes e nanopartículas coloidais binárias, as fases quasicristalinas observadas formam majoritariamente quasicristais com simetria de eixo doze vezes. A pesquisa sobre quasicristais de matéria mole cruza disciplinas como química supramolecular, química orgânica, química coloidal, química de polímeros e física da matéria mole. A formação de quasicristais de matéria mole depende do design molecular complexo e do controle das estruturas hierárquicas de auto-assembléio. Como um novo sistema de auto-assembléio, sua estrutura única não periódica oferece novas ideias para o design de materiais funcionais. Embora alguns exemplos de quasicristais tenham sido encontrados em copolímeros em bloco, dendrímeros e outros materiais de matéria mole, o estudo dos princípios de formação ainda está na fase de análise estrutural de produtos acidentais; como projetar e sintetizar um quasicristal do zero continua sendo um desafio para os cientistas. Com base no conhecimento dos quasicristais de ligas, a pesquisa em quasicristais de matéria mole precisa estabelecer novos paradigmas que podem acelerar significativamente o design e a síntese de novas estruturas termodinamicamente estáveis ou metaestáveis de longo prazo, fornecendo assim materiais e caminhos para sua pesquisa em outros campos. Este artigo revisa sistematicamente os conceitos básicos e o contexto da pesquisa sobre quasicristais, resume as condições de formação e exemplos típicos de quasicristais de matéria mole, foca nas estratégias de construção e propõe duas abordagens de construção: o método de aproximação baseado na experiência para quasicristais e o método de retrosíntese baseado em cálculos teóricos, fornecendo referência para o design racional e aplicações funcionais de quasicristais mole.

关键词

quasicristais de matéria mole;auto-assembléio;Síntese;simetria rotacional doze vezes;estrutura quase periódica

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