Conductor iónico de cristal líquido soluble anfipático con canales hidrófilos ordenados

HUANG Hairui ,  

FENG Xunda ,  

摘要

Los cristales líquidos solubles ordenados proporcionan una plataforma estructural efectiva para construir canales de transporte iónico continuos. En este estudio, se utilizó la molécula anfipática iónica bipolar polimerizable SB11-1MA y una solución acuosa de LiCl como sistema de investigación para construir un conductor iónico de cristal líquido soluble SB11-1MA/LiCl y estudiar sistemáticamente su comportamiento de fase a temperatura ambiente, parámetros estructurales y desempeño de transporte iónico. Los resultados de microscopía óptica polarizada (POM) y dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) muestran que el sistema puede autoensamblarse para formar una fase cilíndrica hexagonal positiva (H1) en un rango de composición específico. Los resultados del comportamiento de fase indican que la adición de LiCl cambia el rango de composición de la fase H1, desplazando el intervalo de la fase cilíndrica hexagonal hacia un contenido menor de SB11-1MA. Un análisis SAXS adicional revela que los parámetros de la red del cristal líquido cambian regularmente con el contenido de SB11-1MA y la concentración de la solución acuosa de LiCl, indicando que el tamaño de las regiones hidrofílicas y el estado de empaquetamiento molecular pueden ser regulados mediante la composición del sistema. Los resultados de la prueba de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) muestran que este conductor iónico de cristal líquido exhibe una buena capacidad de conducción iónica a temperatura ambiente, con una conductividad iónica máxima de hasta 1.1×10-3 S·cm-1. Las variaciones en la conductividad de las diferentes muestras indican que el desempeño del transporte iónico no depende simplemente del contenido de sal o del tamaño de los canales, sino que es regulado en conjunto por la concentración de portadores de carga, la fracción volumétrica de las regiones hidrofílicas y la estructura ordenada del cristal líquido, proporcionando una base experimental para el diseño estructural y la optimización del rendimiento de los conductores iónicos de cristal líquido ordenados.

关键词

cristal líquido soluble;molécula anfipática iónica bipolar;transporte iónico;fase cilíndrica hexagonal positiva

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