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多金属氧簇超分子复合物自组装及逻辑功能

作　者: 张慧
导　师: 吴立新
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 吉林大学超分子复合物逻辑功能博士学位论文逻辑门紫外光照表面活性剂荧光发射金属离子光物理性质
分类号: O641
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

通过超分子作用构筑的功能材料组装体不仅可以实现对功能材料在纳米尺度上形貌、结构的控制,而且还可以通过整体的协同作用体现出材料的新性质。无机材料多金属氧簇是一类结构确定的、纳米尺度的多阴离子,其丰富的物理、化学性质在许多方面有潜在的应用。利用静电作用将正电荷的表面活性剂与多金属氧簇复合的方法形成的超分子组装体为这种功能性材料的在纳米尺度上功能性的实现提供可能。为此,我们设计并合成了端基含有苯乙烯基吡啶的表面活性剂,用其与DDDA混合包埋功能性多金属氧簇,制备了有机/无机杂化的超分子构筑基元。在超分子组装方面,利用这种构筑基元外围的苯乙烯基吡啶与金属离子的配位作用,构筑了由多金属氧簇复合物和金属离子组成有机/无机杂化的簇聚集体,通过各种条件的控制,最终形成的簇-簇聚集体-网络状结构的体系。在功能性研究方面,以金属离子的加入和紫外光照为输入,以与ZnCl2配位的苯乙烯基吡啶的荧光发射和Eu3+的特征荧光发射为输出,实现了INHIBIT和NOR的荧光逻辑门。并且进一步利用这种有机/无机杂化的超分子组装体在逻辑功能的可逆性变换、可重新布局的逻辑功能和在薄膜中实现逻辑功能等几方面进行了初步的探索。进一步实现了以氢离子和金属离子作为输入的NOR逻辑门,并且在薄膜中构筑了以荧光颜色为输出信号的多输出的逻辑门。

全文目录

提要  3-6
第一章文献综述  6-37
  1.1 纳米科学与超分子概念  6-7
  1.2 多金属氧簇功能材料  7-10
  1.3 多金属氧簇的组装方法  10-19
  1.4 纳米簇的超分子自组装  19-24
  1.5 分子器件  24-31
  1.6 本论文选题思路  31-32
  参考文献  32-37
第二章含苯乙烯基吡啶季铵盐两亲分子合成  37-54
  2.1 引言  37-38
  2.2 含苯乙烯基吡啶季铵盐的制备  38-43
  2.3 结果分析  43-46
  2.4 合成路线改进  46-50
  2.5 小结  50-52
  参考文献  52-54
第三章金属配位诱导的复合物自组装  54-78
  3.1 引言  54-55
  3.2 实验部分  55-59
  3.3 配位诱导的复合物自组装  59-61
  3.4 金属配位复合物的吸收光谱  61-64
  3.5 金属配位复合物的动态光散射  64-66
  3.6 金属配位复合物的纳米簇的形成  66-73
  3.7 小结  73-74
  参考文献  74-78
第四章复合物光物理及逻辑功能  78-101
  4.1 引言  78-81
  4.2 含苯乙烯基吡啶复合物光物理性质  81-82
  4.3 SEC-2 的制备和光谱性质  82-85
  4.4 SEC-2 在金属离子作用下的光物理行为  85-91
  4.5 SEC-2 在紫外光照下光谱  91-95
  4.6 SEC-2 逻辑功能的实现  95-97
  4.7 小结  97-98
  参考文献  98-101
第五章复合物复杂逻辑功能探索  101-129
  5.1 引言  101-102
  5.2 复合物逻辑门可逆性探索  102-118
  5.3 可重新布局的逻辑功能  118-121
  5.4 薄膜逻辑功能探索  121-126
  5.5 小结  126-127
  参考文献  127-129
作者简历和已发表成果  129-131
致谢  131-133
摘要  133-137
Abstract  137-141

多金属氧簇超分子复合物自组装及逻辑功能

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