贵金属手性纳米材料的设计合成与手性光学响应研究
发布时间：2021-07-15 07:33
手性广泛存在于自然界中,无论是微观尺度的氨基酸、糖类、DNA,还是宏观世界的蜗牛、海螺等都与手性息息相关。天然手性生物、有机分子的圆二色（Circular Dichroism,CD）信号非常弱,通常出现在紫外光谱范围内。增强手性响应,并将其扩展到可见光和红外区域成为急需解决的科学问题。手性无机纳米材料是当今纳米材料及手性材料中最具活力的研究方向。贵金属纳米粒子可以支持局部表面等离激元共振,可大大增强纳米粒子的辐射特性,并伴随着强烈的光学,电学,生物和催化作用,可以通过控制其大小和形态来轻松调整其光学活性。通过化学方法在非手性金属纳米粒子的表面上连接手性配体,制备出的手性无机纳米材料在紫外可见光谱范围内获得光学手性,并显示出很强的手性响应,比手性分子的手性响应强几个数量级,在现实生活中具有更广阔的应用前景。然而在实际应用中,存在进一步提升手性响应的挑战。本论文以贵金属金银纳米结构为研究对象,以提升手性贵金属纳米复合材料的手性响应为研究目标,设计合成出多种手性分子与贵金属金银杂化纳米材料,并系统研究了手性响应的起源、增强与材料组成的内在关系。一、贵金属纳米结构与手性分子之间的耦合会产生强烈...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
阳离子卟啉衍生物和与之形成光学活性纳米粒子的手性阴离子
吉林大学博士学位论文4组装借助π-π堆积来进行，这有助于它们形成纳米级纤维。聚集体中的堆积可以遵循完全重叠的π体系排列（所谓的H-聚集体）或J-聚集体，其中π系统的极端部分重叠。手性双（硫氰酸菁）衍生物的棒状聚集体在手性混合物中显示出手性的放大[32]，这是多数规则的作用。但是，在该系统中手性诱导的动力学是复杂的。该系统显示出具有相对大的对映体过量的sigmoidal行为，诱导周期随着对映体过量值的增加而增加。由于酰亚胺单元的超分子低聚作用，双酰亚胺单元的核心取代导致分子能够在非极性溶剂中自组装（图1.2）[33]。在溶液和表面上的原子力显微镜研究表明，两个紧密堆积的氢键合超分子聚合物链自组装成延长的双链电缆，在发色团之间形成强激子耦合。这种排列使J-聚集体具有很高的荧光性，其量子产率几乎为1。这种材料显示的激子耦合有望用于光电和光伏器件。此外，酞菁类化合物（Pcs）是一类对纳米材料研究非常有益的化合物，在许多领域都有潜在的应用[34]，在多数情况下会形成酞菁超分子手性纤维[35-37]。图1.3中，含TTF的Pcs是由二恶烷-氯仿混合物形成的非手性衍生物[38]。TTF部分与酞菁芳族表面之间的作用力将这些聚集体保持在一起，从而产生了滚动结构。图1.2形成自组装纤维的核取代的双亚丙基双酰亚胺分子，其手性衍生物能够充当非手性“士兵”分子的“将军”。图1.3含TTF的非手性酞菁及其形成的螺旋纤维的TEM图。
吉林大学博士学位论文4组装借助π-π堆积来进行，这有助于它们形成纳米级纤维。聚集体中的堆积可以遵循完全重叠的π体系排列（所谓的H-聚集体）或J-聚集体，其中π系统的极端部分重叠。手性双（硫氰酸菁）衍生物的棒状聚集体在手性混合物中显示出手性的放大[32]，这是多数规则的作用。但是，在该系统中手性诱导的动力学是复杂的。该系统显示出具有相对大的对映体过量的sigmoidal行为，诱导周期随着对映体过量值的增加而增加。由于酰亚胺单元的超分子低聚作用，双酰亚胺单元的核心取代导致分子能够在非极性溶剂中自组装（图1.2）[33]。在溶液和表面上的原子力显微镜研究表明，两个紧密堆积的氢键合超分子聚合物链自组装成延长的双链电缆，在发色团之间形成强激子耦合。这种排列使J-聚集体具有很高的荧光性，其量子产率几乎为1。这种材料显示的激子耦合有望用于光电和光伏器件。此外，酞菁类化合物（Pcs）是一类对纳米材料研究非常有益的化合物，在许多领域都有潜在的应用[34]，在多数情况下会形成酞菁超分子手性纤维[35-37]。图1.3中，含TTF的Pcs是由二恶烷-氯仿混合物形成的非手性衍生物[38]。TTF部分与酞菁芳族表面之间的作用力将这些聚集体保持在一起，从而产生了滚动结构。图1.2形成自组装纤维的核取代的双亚丙基双酰亚胺分子，其手性衍生物能够充当非手性“士兵”分子的“将军”。图1.3含TTF的非手性酞菁及其形成的螺旋纤维的TEM图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Chiral supramolecular gold-cysteine nanoparticles: Chiroptical and nonlinear optical properties[J]. Isabelle Russier-Antoine,Franck Bertorelle,Alexander Kulesza,Antonin Soleilhac,Amina Bensalah-Ledoux,Stephan Guy,Philippe Dugourd,Pierre-Fran?ois Brevet,Rodolphe Antoine. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(05)
本文编号：3285295
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
阳离子卟啉衍生物和与之形成光学活性纳米粒子的手性阴离子
吉林大学博士学位论文4组装借助π-π堆积来进行，这有助于它们形成纳米级纤维。聚集体中的堆积可以遵循完全重叠的π体系排列（所谓的H-聚集体）或J-聚集体，其中π系统的极端部分重叠。手性双（硫氰酸菁）衍生物的棒状聚集体在手性混合物中显示出手性的放大[32]，这是多数规则的作用。但是，在该系统中手性诱导的动力学是复杂的。该系统显示出具有相对大的对映体过量的sigmoidal行为，诱导周期随着对映体过量值的增加而增加。由于酰亚胺单元的超分子低聚作用，双酰亚胺单元的核心取代导致分子能够在非极性溶剂中自组装（图1.2）[33]。在溶液和表面上的原子力显微镜研究表明，两个紧密堆积的氢键合超分子聚合物链自组装成延长的双链电缆，在发色团之间形成强激子耦合。这种排列使J-聚集体具有很高的荧光性，其量子产率几乎为1。这种材料显示的激子耦合有望用于光电和光伏器件。此外，酞菁类化合物（Pcs）是一类对纳米材料研究非常有益的化合物，在许多领域都有潜在的应用[34]，在多数情况下会形成酞菁超分子手性纤维[35-37]。图1.3中，含TTF的Pcs是由二恶烷-氯仿混合物形成的非手性衍生物[38]。TTF部分与酞菁芳族表面之间的作用力将这些聚集体保持在一起，从而产生了滚动结构。图1.2形成自组装纤维的核取代的双亚丙基双酰亚胺分子，其手性衍生物能够充当非手性“士兵”分子的“将军”。图1.3含TTF的非手性酞菁及其形成的螺旋纤维的TEM图。
吉林大学博士学位论文4组装借助π-π堆积来进行，这有助于它们形成纳米级纤维。聚集体中的堆积可以遵循完全重叠的π体系排列（所谓的H-聚集体）或J-聚集体，其中π系统的极端部分重叠。手性双（硫氰酸菁）衍生物的棒状聚集体在手性混合物中显示出手性的放大[32]，这是多数规则的作用。但是，在该系统中手性诱导的动力学是复杂的。该系统显示出具有相对大的对映体过量的sigmoidal行为，诱导周期随着对映体过量值的增加而增加。由于酰亚胺单元的超分子低聚作用，双酰亚胺单元的核心取代导致分子能够在非极性溶剂中自组装（图1.2）[33]。在溶液和表面上的原子力显微镜研究表明，两个紧密堆积的氢键合超分子聚合物链自组装成延长的双链电缆，在发色团之间形成强激子耦合。这种排列使J-聚集体具有很高的荧光性，其量子产率几乎为1。这种材料显示的激子耦合有望用于光电和光伏器件。此外，酞菁类化合物（Pcs）是一类对纳米材料研究非常有益的化合物，在许多领域都有潜在的应用[34]，在多数情况下会形成酞菁超分子手性纤维[35-37]。图1.3中，含TTF的Pcs是由二恶烷-氯仿混合物形成的非手性衍生物[38]。TTF部分与酞菁芳族表面之间的作用力将这些聚集体保持在一起，从而产生了滚动结构。图1.2形成自组装纤维的核取代的双亚丙基双酰亚胺分子，其手性衍生物能够充当非手性“士兵”分子的“将军”。图1.3含TTF的非手性酞菁及其形成的螺旋纤维的TEM图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Chiral supramolecular gold-cysteine nanoparticles: Chiroptical and nonlinear optical properties[J]. Isabelle Russier-Antoine,Franck Bertorelle,Alexander Kulesza,Antonin Soleilhac,Amina Bensalah-Ledoux,Stephan Guy,Philippe Dugourd,Pierre-Fran?ois Brevet,Rodolphe Antoine. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(05)
本文编号：3285295
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