电场提供刺激:化学系统响应形成液晶

一个电场作为化学反应的驱动力?1987年诺贝尔化学奖获得者、超分子化学领域的开拓者Jean-Marie Lehn和他的同事Nicolas Giuseppone现在已经证明了电场诱导液晶亚胺的优选形成。

他们从一批胺(含有含氮和含氢基团的有机化合物,- nh2)和亚胺(含有胺成分的分子,其氮原子与第二种有机成分形成桥,- n =)开始。所选的胺和亚胺能够相互发生可逆反应,使加入的游离胺1迫使亚胺1的胺组分(胺2)形成新的亚胺2。经过一定的时间,正、反反应之间建立平衡,从而形成胺1、胺2、亚胺1和亚胺2的混合物,其中各组分的相对浓度保持不变。这种平衡混合物的浓度也取决于外部因素,如溶液的温度或pH值。任何变化都会扰乱平衡,系统的反应就是改变相对浓度。

Lehn和Giuseppone想知道电场是否也可以作为刺激物,这样的系统就可以做出反应。因此,他们选择了胺和亚胺的混合物,这样两个亚胺中的一个能够形成液晶相,而另一个不能。液晶被用于像电子设备显示器(lcd)这样的东西。它们是一种液体它们的分子不会以无序状态漂浮;相反,它们形成了许多具有有序结构的小区域。在电场中,这些区域自行组合成一个宏观结构。

在电场的作用下,胺-亚胺混合物会如何反应?电场稳定了液晶亚胺。这改变了平衡,形成更多的液晶亚胺。有趣的是,只要这个领域被应用,液晶相就会表现出一种“自洁”效应,即把所有不参与液晶形成的分子都排除在外。

这些关于液晶的试验本身并不是目的;Lehn和他的团队正在研究基本的方法来寻找分子和结构材料,这些材料可以实现非常特定的、狭义的功能。欧洲杯足球竞彩例如,一种用于绑定特定酶的药剂必须像一把钥匙插在锁上一样合适。研究人员不是盲目地在大海捞针,而是使用“动态组合化学”使各种分子构建块(动态库)的平衡混合物,在所有可能的组合中优先生成适合锁的正确“钥匙”。目前的结果表明,电场也可以是一种有用的刺激。


作者:Jean-Marie Lehn, Institut de Scien欧洲杯线上买球ce and d'Ingénierie Supramoléculaires, Strasbourg(法国),http://www-isis.u-strasbg.fr/supra/

本论文题目:本构动态液晶中相变温度的电场调制

化学学报2006,45,No. 28, 4619-4624, doi: 10.1002/anie.200600430

http://www.angewandte.org

2006年6月29日

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