铜纳米金属手性向列液晶相的合成及其手性光学性质的研究

发布时间：2018-01-05 22:32

  本文关键词：铜纳米金属手性向列液晶相的合成及其手性光学性质的研究　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：由于手性贵金属纳米结构在生物传感、不对称催化及光学器件等方面具有广泛的应用,使得关于其自组装合成及光学性质的研究备受关注。在众多的手性等离子体纳米结构中,贵金属纳米基元形成的手性向列型液晶因其独特的微观结构和物理性质而具有极其重要的研究潜质。本论文以两种新颖的铜纳米结构形成的手性向列型液晶相为基础,通过引入不同浓度的半胱氨酸手性分子对其进行表面修饰,最终形成新的向列型手性液晶相。我们将重点介绍铜纳米线(片)手性向列型液晶相的自组装合成及氨基酸分子对其手性结构及光学活性的影响。本文中的主要工作:第一章,对贵金属纳米结构材料目前的整体发展状况及手性光学性质的研究做了详细的阐述。具体包括:手性光学活性基础,液晶材料的研究进展及手性等离子体纳米材料的的进展、特性及应用。第二章,深入研究亲水性铜纳米线手性向列型液晶相的自组装合成及氨基酸对其表面物理化学性质的影响。发现这种铜纳米线可在多种溶剂中自发形成手性向列型液晶结构,吸附半胱氨酸后铜纳米线表面性质发生较大变化,而其它氨基酸的影响较弱。更为有趣的是加入的半胱氨酸后,手性信号依然存在,并在半胱氨酸的浓度达到2.5 mM时,手性信号最强,这表明在此浓度下(2.5 mM)亲水性铜纳米线的手性向列型液晶结构依然存在。但是,当手性分子半胱氨酸浓度从2.5 mM增加到更高时,亲水性铜手性纳米液晶相结构随着浓度的增加逐渐被破坏,手性信号减弱,表明随着吸附半胱氨酸的量继续增大时,液晶结构将被逐渐破坏。同时,通过使用疏水性铜纳米线进行了比较,发现亲水性铜纳米线-半胱氨酸手性复合物由于其独特的表面态表现出更强的光学活性。第三章,铜纳米片也可自发形成手性向列型液晶相,在半胱氨酸的作用下,手性信号发生移动并得到加强,其光学活性的变化源于半胱氨酸的吸附改变了铜纳米片间的相互作用,但它们之间的相互作用的改变并没有破坏手性向列型液晶相的形成。这再一次证明了可通过控制半胱氨酸的浓度实现对其光学活性的调控。
[Abstract]:Chiral noble metal nanostructures are widely used in biosensor, asymmetric catalysis and optical devices. The study of self-assembly synthesis and optical properties has attracted much attention in many chiral plasma nanostructures. Chiral nematic liquid crystals formed by noble metal nanounits have very important potential due to their unique microstructure and physical properties. In this thesis, chiral nematic liquid crystals formed by two novel copper nanostructures are considered as the chiral nematic liquid crystals. Basic. The chiral cysteine was modified by introducing different concentrations of cysteine chiral molecules. Finally, a new nematic chiral liquid crystal phase is formed. We will focus on the introduction of copper nanowires. Self-assembly synthesis of chiral nematic liquid crystal phase and effect of amino acid molecules on its chiral structure and optical activity. The development of noble metal nanostructured materials and the study of chiral optical properties are described in detail, including: the basis of chiral optical activity. Progress in Research of liquid Crystal Materials and Progress, characteristics and applications of Chiral Plasma Nanomaterials. Chapter 2. The self-assembly synthesis of chiral nematic liquid crystal phase of hydrophilic copper nanowires and the effect of amino acids on their physical and chemical properties were studied. It was found that the copper nanowires could spontaneously form chiral nematic liquid crystal junctions in a variety of solvents. Structure. The surface properties of copper nanowires changed greatly after the adsorption of cysteine, but the effect of other amino acids was weaker. What is more interesting is that chiral signals still exist after the addition of cysteine. When the concentration of cysteine reached 2.5 mm, the chiral signal was the strongest, which indicated that the chiral nematic liquid crystal structure of the hydrophilic copper nanowires still existed at this concentration. When the concentration of chiral molecule cysteine increased from 2.5 mm to higher, the chiral phase structure of hydrophilic copper chiral liquid crystal was destroyed gradually with the increase of concentration, and the chiral signal was weakened. The results show that the liquid crystal structure will be destroyed gradually as the amount of cysteine adsorbed increases. At the same time, the hydrophobic copper nanowires are compared. It is found that the hydrophilic copper nanowires / cysteine chiral complexes exhibit stronger optical activity due to their unique surface state. In chapter 3, the chiral nematic liquid crystal phase can also be formed spontaneously by copper nanowires. Under the action of cysteine, the chiral signal shifts and strengthens. The change of optical activity is due to the adsorption of cysteine, which changes the interaction between copper nanoparticles. However, the change of their interaction does not destroy the formation of chiral nematic liquid crystal phase, which proves once again that the optical activity of cysteine can be regulated by controlling the concentration of cysteine.
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB383.1;O753.2

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本文编号：1385167