注册 English

液晶/水界面上的氢键作用诱导液晶取向转变

廖芝建 ,  秦振立 ,  杜思南 ,  李思雨 ,  陈冠侯 ,  左芳 ,  罗建斌

downloadPDF
引用本文: 廖芝建, 秦振立, 杜思南, 李思雨, 陈冠侯, 左芳, 罗建斌. 液晶/水界面上的氢键作用诱导液晶取向转变[J]. 物理化学学报, 2015, 31(9): 1733-1740. doi: 10.3866/PKU.WHXB201508101 shu
Citation:  LIAO Zhi-Jian, QIN Zhen-Li, DU Si-Nan, LI Si-Yu, CHEN Guan-Hou, ZUO Fang, LUO Jian-Bin. Orientational Transitions of Liquid Crystal Driven by Hydrogen-Bond Interaction at the Liquid Crystal-Aqueous Interface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(9): 1733-1740. doi: 10.3866/PKU.WHXB201508101 shu

液晶/水界面上的氢键作用诱导液晶取向转变

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51273220) (51273220)

    中央高校基本科研基金(11NZYQN23)资助项目 (11NZYQN23)

摘要:

本文提出液晶/水界面上氢键作用可以诱导热致型液晶(戊基联苯氰, 简称: 5CB)发生取向转变. 当液晶5CB膜接触酚类(如对硝基苯酚)水溶液的时候, 由于酚类物质的酚羟基与液晶5CB分子中的氰基在液晶水界面上形成了氢键, 在氢键的作用下使得液晶5CB由平行取向转变成了垂直取向. 此外, 还利用了液晶传感器可视化了酚类物质与牛血清蛋白(BSA)之间的相互作用. 本文的研究结果可为研究液晶/水界面上的界面现象提供新的思路, 并且有望开发出基于氢键作用的液晶生物化学传感技术.

English

    1. [1]

      (1) De Gennes, P. G. The Physics of Liquid Crystals; Clarendon: Oxford, 1974.

      (1) De Gennes, P. G. The Physics of Liquid Crystals; Clarendon: Oxford, 1974.

    2. [2]

      (2) Gupta, V. K.; Skaife, J. J.; Dubrovsky, T. B.; Abbott, N. L. Science 1998, 279, 2077. doi: 10.1126/science.279.5359.2077(2) Gupta, V. K.; Skaife, J. J.; Dubrovsky, T. B.; Abbott, N. L. Science 1998, 279, 2077. doi: 10.1126/science.279.5359.2077

    3. [3]

      (3) Shah, R. R.; Abbott, N. L. Science 2001, 293, 1296. doi: 10.1126/science.1062293(3) Shah, R. R.; Abbott, N. L. Science 2001, 293, 1296. doi: 10.1126/science.1062293

    4. [4]

      (4) Brake, J. M.; Daschner, M. K.; Luk, Y. Y.; Abbott, N. L. Science 2003, 302, 2094. doi: 10.1126/science.1091749(4) Brake, J. M.; Daschner, M. K.; Luk, Y. Y.; Abbott, N. L. Science 2003, 302, 2094. doi: 10.1126/science.1091749

    5. [5]

      (5) Mushenheim, P. C.; Trivedi, R. R.; Weibel, D. B.; Abbott, N. L. Biophysical Journal 2014, 107, 255. doi: 10.1016/j.bpj.2014.04.047(5) Mushenheim, P. C.; Trivedi, R. R.; Weibel, D. B.; Abbott, N. L. Biophysical Journal 2014, 107, 255. doi: 10.1016/j.bpj.2014.04.047

    6. [6]

      (6) Li, X.; Li, G.; Yang, M.; Chen, L. C.; Xiong, X. L. Sensor. Actuat. B 2015, 215, 152. doi: 10.1016/j.snb.2015.03.054(6) Li, X.; Li, G.; Yang, M.; Chen, L. C.; Xiong, X. L. Sensor. Actuat. B 2015, 215, 152. doi: 10.1016/j.snb.2015.03.054

    7. [7]

      (7) Zhu, Q.; Yang, K. L. Anal. Chim. Acta 2015, 853, 696. doi: 10.1016/j.aca.2014.08.039(7) Zhu, Q.; Yang, K. L. Anal. Chim. Acta 2015, 853, 696. doi: 10.1016/j.aca.2014.08.039

    8. [8]

      (8) Zhang, M.; Jang, C. H. ChemPhysChem 2014, 15, 2569. doi: 10.1002/cphc.201402120(8) Zhang, M.; Jang, C. H. ChemPhysChem 2014, 15, 2569. doi: 10.1002/cphc.201402120

    9. [9]

      (9) Yang, S.; Liu, Y.; Tan, H.; Wu, C.; Li, X.; Wu, Z.; Shen, G.; Yu, R. Chem. Commun. 2012, 48, 2861. doi: 10.1039/c2cc17861c(9) Yang, S.; Liu, Y.; Tan, H.; Wu, C.; Li, X.; Wu, Z.; Shen, G.; Yu, R. Chem. Commun. 2012, 48, 2861. doi: 10.1039/c2cc17861c

    10. [10]

      (10) Tan, H.; Li, X.; Liao, S.; Yu, R.; Wu, Z. Biosens. Bioelectron. 2014, 62, 84. doi: 10.1016/j.bios.2014.06.029(10) Tan, H.; Li, X.; Liao, S.; Yu, R.; Wu, Z. Biosens. Bioelectron. 2014, 62, 84. doi: 10.1016/j.bios.2014.06.029

    11. [11]

      (11) Noonan, P. S.; Mohan, P.; odwin, A. P.; Schwartz, D. K. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 3206. doi: 10.1002/adfm.201303885(11) Noonan, P. S.; Mohan, P.; odwin, A. P.; Schwartz, D. K. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 3206. doi: 10.1002/adfm.201303885

    12. [12]

      (12) Zuo, F.; Liao, Z.; Zhao, C.; Qin, Z.; Li, X.; Zhang, C.; Liu, D. Chem. Commun. 2014, 50, 1857.(12) Zuo, F.; Liao, Z.; Zhao, C.; Qin, Z.; Li, X.; Zhang, C.; Liu, D. Chem. Commun. 2014, 50, 1857.

    13. [13]

      (13) Jung, Y. D.; Khan, M.; Park, S. Y. J. Mater. Chem. B 2014, 2, 4922. doi: 10.1039/C4TB00476K(13) Jung, Y. D.; Khan, M.; Park, S. Y. J. Mater. Chem. B 2014, 2, 4922. doi: 10.1039/C4TB00476K

    14. [14]

      (14) Seo, J. M.; Khan, W.; Park, S. Y. Soft Matter 2012, 8, 198. doi: 10.1039/C1SM06616A(14) Seo, J. M.; Khan, W.; Park, S. Y. Soft Matter 2012, 8, 198. doi: 10.1039/C1SM06616A

    15. [15]

      (15) Hartono, D.; Xue, C. Y.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3574. doi: 10.1002/adfm.v19:22(15) Hartono, D.; Xue, C. Y.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3574. doi: 10.1002/adfm.v19:22

    16. [16]

      (16) Tan, L. N.; Orler, V. J.; Abbott, N. L. Langmuir 2012, 28, 6364. doi: 10.1021/la300108f(16) Tan, L. N.; Orler, V. J.; Abbott, N. L. Langmuir 2012, 28, 6364. doi: 10.1021/la300108f

    17. [17]

      (17) Das, D.; Sidiq, S.; Pal, S. K. ChemPhysChem 2015, 16, 753. doi: 10.1002/cphc.v16.4(17) Das, D.; Sidiq, S.; Pal, S. K. ChemPhysChem 2015, 16, 753. doi: 10.1002/cphc.v16.4

    18. [18]

      (18) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Analyst 2012, 137, 567. doi: 10.1039/C1AN15743D(18) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Analyst 2012, 137, 567. doi: 10.1039/C1AN15743D

    19. [19]

      (19) Sivvakumar, S.; Wark, K. L.; Gupta, J. K.; Abbott, N. L.; Caruso, F. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2260. doi: 10.1002/adfm.v19:14(19) Sivvakumar, S.; Wark, K. L.; Gupta, J. K.; Abbott, N. L.; Caruso, F. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2260. doi: 10.1002/adfm.v19:14

    20. [20]

      (20) Bai, Y.; Abbott, N. L. Langmuir 2011, 27, 5719. doi: 10.1021/la103301d(20) Bai, Y.; Abbott, N. L. Langmuir 2011, 27, 5719. doi: 10.1021/la103301d

    21. [21]

      (21) Yang, Z.; Gupta, J. K.; Kishimoto, K.; Shoji, Y.; Kato, T.; Abbott, N. L. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2098.(21) Yang, Z.; Gupta, J. K.; Kishimoto, K.; Shoji, Y.; Kato, T.; Abbott, N. L. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2098.

    22. [22]

      (22) Xue, C. Y.; Khan, S. A.; Yang, K. L. Adv. Mater. 2009, 21, 198. doi: 10.1002/adma.v21:2(22) Xue, C. Y.; Khan, S. A.; Yang, K. L. Adv. Mater. 2009, 21, 198. doi: 10.1002/adma.v21:2

    23. [23]

      (23) Bi, X.; Hartono, D.; Yang, K. L. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3760. doi: 10.1002/adfm.v19:23(23) Bi, X.; Hartono, D.; Yang, K. L. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3760. doi: 10.1002/adfm.v19:23

    24. [24]

      (24) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Talanta 2012, 99, 36. doi: 10.1016/j.talanta.2012.05.016(24) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Talanta 2012, 99, 36. doi: 10.1016/j.talanta.2012.05.016

    25. [25]

      (25) Hartono, D.; Bi, X.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2938. doi: 10.1002/adfm.v18:19(25) Hartono, D.; Bi, X.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2938. doi: 10.1002/adfm.v18:19

    26. [26]

      (26) Lockwood, N. A.; Gupta, J. K.; Abbott, N. L. Surf. Sci. Rep.2008, 63, 255. doi: 10.1016/j.surfrep.2008.02.002(26) Lockwood, N. A.; Gupta, J. K.; Abbott, N. L. Surf. Sci. Rep.2008, 63, 255. doi: 10.1016/j.surfrep.2008.02.002

    27. [27]

      (27) Lockwood, N. A.; Pablo, J. J.; Abbott, N. L. Langmuir 2005, 21, 6805. doi: 10.1021/la050231p(27) Lockwood, N. A.; Pablo, J. J.; Abbott, N. L. Langmuir 2005, 21, 6805. doi: 10.1021/la050231p

    28. [28]

      (28) Lockwood, N. A.; Abbott, N. L. Current Opinion Colloid Interface 2005, 10, 111. doi: 10.1016/j.cocis.2005.06.002(28) Lockwood, N. A.; Abbott, N. L. Current Opinion Colloid Interface 2005, 10, 111. doi: 10.1016/j.cocis.2005.06.002

    29. [29]

      (29) Brake, J. M.; Daschner, M. K.; Abbott, N. L. Langmuir 2005, 21, 2218. doi: 10.1021/la0482397(29) Brake, J. M.; Daschner, M. K.; Abbott, N. L. Langmuir 2005, 21, 2218. doi: 10.1021/la0482397

    30. [30]

      (30) Brake, J. M.; Abbott, N. L. Langmuir 2007, 23, 8497. doi: 10.1021/la0634286(30) Brake, J. M.; Abbott, N. L. Langmuir 2007, 23, 8497. doi: 10.1021/la0634286

    31. [31]

      (31) Liu, D.; Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Colloid Surface B 2013, 108, 142. doi: 10.1016/j.colsurfb.2013.02.047(31) Liu, D.; Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Colloid Surface B 2013, 108, 142. doi: 10.1016/j.colsurfb.2013.02.047

    32. [32]

      (32) Kinsinger, M. I.; Sun, B.; Abbott, N. L.; Lynn, D. M. Adv. Mater. 2007, 19, 4208.(32) Kinsinger, M. I.; Sun, B.; Abbott, N. L.; Lynn, D. M. Adv. Mater. 2007, 19, 4208.

    33. [33]

      (33) Kinsinger, M. I.; Buck, M. E.; Meli, M. V.; Abbott, N. L.; Lynn, D. M. J. Colloid Interface Sci. 2010, 341, 124. doi: 10.1016/j.jcis.2009.09.026(33) Kinsinger, M. I.; Buck, M. E.; Meli, M. V.; Abbott, N. L.; Lynn, D. M. J. Colloid Interface Sci. 2010, 341, 124. doi: 10.1016/j.jcis.2009.09.026

    34. [34]

      (34) Price, A. D.; Schwartz, D. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8188. doi: 10.1021/ja0774055(34) Price, A. D.; Schwartz, D. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8188. doi: 10.1021/ja0774055

    35. [35]

      (35) Umber, A. C. M.; Noonan, P. S.; Schwartz, D. K. Soft Matter 2012, 8, 4335. doi: 10.1039/c2sm07483d(35) Umber, A. C. M.; Noonan, P. S.; Schwartz, D. K. Soft Matter 2012, 8, 4335. doi: 10.1039/c2sm07483d

    36. [36]

      (36) Hartono, D., Lai, S. L.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 2289. doi: 10.1016/j.bios.2008.11.021(36) Hartono, D., Lai, S. L.; Yang, K. L.; Yung, L. Y. L. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 2289. doi: 10.1016/j.bios.2008.11.021

    37. [37]

      (37) Park, J. S.; Abbott, N. L. Adv. Mater. 2008, 20, 1185. doi: 10.1002/adma.v20:6(37) Park, J. S.; Abbott, N. L. Adv. Mater. 2008, 20, 1185. doi: 10.1002/adma.v20:6

    38. [38]

      (38) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 1791. doi: 10.1021/am300043d(38) Hu, Q. Z.; Jang, C. H. Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 1791. doi: 10.1021/am300043d

    39. [39]

      (39) Bai, Y.; Abbott, N. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 548. doi: 10.1021/ja2089475(39) Bai, Y.; Abbott, N. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 548. doi: 10.1021/ja2089475

    40. [40]

      (40) Luk, Y. Y.; Yang, K. L.; Cadwell, K.; Abbott, N. L. Surf. Sci. 2004, 570, 43. doi: 10.1016/j.susc.2004.06.180(40) Luk, Y. Y.; Yang, K. L.; Cadwell, K.; Abbott, N. L. Surf. Sci. 2004, 570, 43. doi: 10.1016/j.susc.2004.06.180

    41. [41]

      (41) Park, J. S.; Jang, C. H.; Tingey, M. L.; Lowe, A. M.; Abbott, N. L. J. Colloid Interface Sci. 2006, 304, 459. doi: 10.1016/j.jcis.2006.08.063(41) Park, J. S.; Jang, C. H.; Tingey, M. L.; Lowe, A. M.; Abbott, N. L. J. Colloid Interface Sci. 2006, 304, 459. doi: 10.1016/j.jcis.2006.08.063

    42. [42]

      (42) Hunter, J. T.; Abbott, N. L. Sensor. Actuat. B 2013, 183, 71. doi: 10.1016/j.snb.2013.03.094(42) Hunter, J. T.; Abbott, N. L. Sensor. Actuat. B 2013, 183, 71. doi: 10.1016/j.snb.2013.03.094

    43. [43]

      (43) Ding, X.; Yang, K. L. Sensor. Actuat. B 2012, 173, 607. doi: 10.1016/j.snb.2012.07.067(43) Ding, X.; Yang, K. L. Sensor. Actuat. B 2012, 173, 607. doi: 10.1016/j.snb.2012.07.067

    44. [44]

      (44) Brake, J. M.; Mezera, A. D.; Abbott, N. L. Langmuir 2003, 19, 8629. doi: 10.1021/la034469u(44) Brake, J. M.; Mezera, A. D.; Abbott, N. L. Langmuir 2003, 19, 8629. doi: 10.1021/la034469u

    45. [45]

      (45) Tan, L. N.; Abbott, N. L. J. Colloid Interface Sci. 2015, 449, 452. doi: 10.1016/j.jcis.2015.01.078(45) Tan, L. N.; Abbott, N. L. J. Colloid Interface Sci. 2015, 449, 452. doi: 10.1016/j.jcis.2015.01.078

    46. [46]

      (46) Han, S.; Martin, S. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12696. doi: 10.1021/jp903726d(46) Han, S.; Martin, S. M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 12696. doi: 10.1021/jp903726d

    47. [47]

      (47) Thote, A. J.; Gupta, R. B. Ind. Eng. Chem. Res. 2003, 42, 1129. doi: 10.1021/ie020513+(47) Thote, A. J.; Gupta, R. B. Ind. Eng. Chem. Res. 2003, 42, 1129. doi: 10.1021/ie020513+

    48. [48]

      (48) Thote, A. J.; Gupta, R. B. Fluid Phase Equilibria 2004, 220, 47. doi: 10.1016/j.fluid.2004.01.035(48) Thote, A. J.; Gupta, R. B. Fluid Phase Equilibria 2004, 220, 47. doi: 10.1016/j.fluid.2004.01.035

    49. [49]

      (49) Guo, X.; Li, X.; Jiang, Y.; Yi, L.; Wu, Q.; Chang, H.; Diao, X.; Sun, Y.; Pan, X.; Zhou, N. J. Lumin. 2014, 149, 353. doi: 10.1016/j.jlumin.2014.01.036

      (49) Guo, X.; Li, X.; Jiang, Y.; Yi, L.; Wu, Q.; Chang, H.; Diao, X.; Sun, Y.; Pan, X.; Zhou, N. J. Lumin. 2014, 149, 353. doi: 10.1016/j.jlumin.2014.01.036

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  192
  • 文章访问数:  818
  • HTML全文浏览量:  64
文章相关
  • 发布日期:  2015-09-06
  • 收稿日期:  2015-06-05
  • 网络出版日期:  2015-08-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net