外加电解质对纳米微晶纤维素液晶效应的影响
摘要: 液晶是分子有序性介于液体和固体（一般为晶体）之间的一种相态。通过硫酸酸解法制备的纳米晶纤维素在一定浓度下，可以形成一种有序液晶结构，表现为生物液晶效应。液晶相的出现与悬浮液中棒状颗粒所带电荷多少有关，通过外加电解质可改变悬浮液中棒状颗粒所带电荷以及形成液晶的临界浓度，从而改进纳米晶纤维素的液晶效应。该论文拟配制不同种类、不同浓度的电解质溶液，并将电解质溶液加入到硫酸酸解法制备的纳米晶纤维素中，探讨外加电解质种类和浓度对纳米晶纤维素液晶效应的影响。
关键字: 纳米晶纤维素；生物液晶效应；胆甾型液晶
Effect of Electrolyte on Liquid Crystal Effect of Nanocrystalline Cellulose
Abstract: Liquid crystal is a kind of molecular order between the liquid and solid (usually crystal). The nanocrystalline cellulose prepared by sulfuric-acidysis method with an ordered liquid crystal structure shows the biological liquid crystal effect at a certain concentration. The appearance of the liquid crystal phase is related to the charge of the rod-shaped particles in the suspension. By adding electrolyte, the liquid crystal effect of the nanocrystalline cellulose can be improved by changing the charge brought by the rod-like particles in the suspension and the critical concentration of the liquid crystal. In this paper, different types and concentrations of electrolyte solutions were prepared and the electrolyte solutions were added to the nanocrystalline cellulose. The paper also discussed the effects of electrolyte type and concentration on the liquid crystal effect of nanocrystalline cellulose .
Key words: Nanocrystalline Cellulose; Biological liquid crystal effect; cholesteryl ester liquid crystals
1 研究目的及意义
生物液晶现象[1-2]普遍存在于生命系统中，是人类赖以生存的本质属性之一。通过仿生，人类已经制备出具有生物液晶结构的功能材料，该材料具有优良的光学性质、电学性质、化学稳定性等，在传感器、超级电容器、手性识别与催化等领域有着重要的应用。其中，通过硫酸酸解法制备的纳米晶纤维素因磺酸基负电荷的存在，在一定浓度下，可以形成一种介于液体和晶态之间的有序液晶结构，表现为生物液晶效应。探索纳米微晶纤维素的液晶效应，并将其应用于传感器、超级电容器、手性识别与催化等领域，是当今化学与木材科学领域中一项重要的前沿课题。为了实现对纳米晶纤维素液晶效应的良好调控，本课题将不同带电离子（如：Ca2 、Na 、NH4 等）加入到纳米晶纤维素悬浮液中，通过观察悬浮液液晶效应的形成过程，总结纳米晶纤维素液晶效应的调控技术，以拓展其在先进功能材料中的应用。
2 研究背景及现状
2.1 高分子液晶
液晶又称介晶相（Mesophases），是分子有序性介于液体和固体（一般为晶体）之间的一种相态，它是物质除气态、液态、固态外的第四态[3]。生命体中的蛋白质、核酸、多糖、脂类等都能够通过自组装而呈现液晶态，其液晶行为与细胞和组织功能的表达有关。处于液晶相下的物质既能像液体那样自由流动，又能像固体那样具有结构有序性，从而存在许多物理性质的各向异性。
