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  浙江工業大學材料科學與工程學院王旭教授和陳思教授在有機凝膠自組裝方面取得進展，在高水平化學期刊《Chemistry-a European Journal》（IF=5.16）上發表了題為The Special “Morse Code” between Solvent Polarity and Morphology Flexibility in a POSS-Dendrimer Supramolecular System的研究論文，華東理工大學林嘉平教授團隊為該研究提供了分子模擬支持。

  液晶物理凝膠是由“凝膠因子”在液晶中互相識別組裝而成，因其兼具液晶的各向異性和凝膠的類固態特性，在光電、光化學領域有著廣泛的應用。然而，長期以來，人們對于液晶物理凝膠組裝行為的認識被局限為兩種情況：一是當凝膠-溶膠轉變溫度（T_sol-gel）低于液晶相轉變溫度（T_LC-iso）時，凝膠因子在液晶相有序結構下自組裝得到有序的凝膠纖維；二是當T_sol-gel＞T_LC-iso時，凝膠在各向同性相中組裝，此時的液晶往往被視同普通溶劑，對凝膠因子的自組裝行為無顯著影響，最終獲得無序的凝膠纖維。而該研究的最新結果表明，即使凝膠因子在液晶轉變溫度以上的各向同性態下組裝，其形成的形貌也會受液晶種類的影響。

  這是因為，作為凝膠體系中的絕大多數，溶劑的極性變化可以帶來自組裝形貌的多變性。由于液晶是一種非常規溶劑，雖然不同種類的液晶在各向同性相時其極性依然存在顯著差異，但其相關的溶劑參數罕見報道。該研究不僅精確測量了液晶的溶劑極性參數，而且建立了溶劑極性和凝膠纖維形貌剛柔性的定量關系。更進一步的驗證性實驗表明，這種定量關系可被推廣到很多常規的非液晶類有機溶劑中。

圖1. 剛柔性參數X的定義方式

  在該研究中， 研究團隊定義了一個定量表述凝膠形貌剛柔性的參數X，并且和溶劑的極性建立了定量關系，根據其關系式擬合出形貌剛柔性曲線，依據其可通過溶劑的極性大致判斷凝膠形貌的剛柔性，就像“Morse Code” 一樣一一對應起來，并且該溶劑極性——形貌剛柔性定量關系得到了分子模擬的驗證。這種快速判斷形貌的方法有望成為利用電鏡等精確觀測干凝膠網絡形貌之前有效的初篩手段。

圖2. 溶劑極性和形貌剛柔性形成的莫斯密碼

圖3. 分子模擬結果顯示隨著溶劑極性減弱，會形成更柔性的纖維

  參考文獻：Tianyu Shan, Liang Gao, Xiaoqian Tong , Qinqing Du, Zhihang An, Huiwen He, Jiaping Lin, Si Chen , and Xu Wang. The Special “Morse Code” between Solvent Polarity and Morphology Flexibility in a POSS-Dendrimer Supramolecular System. Chem. Eur. J. 2019, 1901422.

  鏈接地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.201901422