Condutor iônico de cristal líquido solúvel anfifílico com canais hidrofílicos ordenados

HUANG Hairui ,  

FENG Xunda ,  

摘要

Cristais líquidos solúveis ordenados fornecem uma plataforma estrutural eficaz para construir canais contínuos de transporte iônico. Este trabalho utiliza a molécula anfifílica iônica bipolar polimerizável SB11-1MA e solução aquosa de LiCl como sistema de estudo para construir o condutor iônico de cristal líquido solúvel SB11-1MA/LiCl e investigar sistematicamente seu comportamento de fase em temperatura ambiente, parâmetros estruturais e desempenho de transporte iônico. Os resultados da microscopia óptica de luz polarizada (POM) e da dispersão de raios X em pequeno ângulo (SAXS) mostram que o sistema pode auto-organizar-se para formar uma fase hexagonal cilíndrica positiva (H1) dentro de um certo intervalo de composição. Os resultados do comportamento da fase indicam que a adição de LiCl altera a faixa de composição da fase H1, movendo a região da fase hexagonal cilíndrica para um conteúdo mais baixo de SB11-1MA. Análises adicionais de SAXS indicam que os parâmetros da rede do cristal líquido variam regularmente com o conteúdo de SB11-1MA e a concentração da solução aquosa de LiCl, indicando que o tamanho da região hidrofílica e o estado de empacotamento molecular podem ser regulados pela composição do sistema. Os resultados do teste de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) mostram que este condutor iônico de cristal líquido apresenta boa condutividade iônica em temperatura ambiente, com condutividade iônica máxima atingindo 1,1×10-3 S·cm-1. As variações na condutividade de amostras com diferentes composições indicam que o desempenho do transporte iônico não depende simplesmente do teor de sal ou do tamanho dos canais, mas é regulado conjuntamente pela concentração de portadores de carga, fração volumétrica das regiões hidrofílicas e pela estrutura ordenada do cristal líquido, fornecendo uma base experimental para o projeto estrutural e otimização do desempenho dos condutores iônicos de cristal líquido ordenados.

关键词

cristal líquido solúvel;molécula anfifílica iônica bipolar;transporte iônico;fase hexagonal cilíndrica positiva

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