液晶 (LC) 分子的超分子自组装引起了广泛关注,因为这些动态和自组织结构可以诱导各种高级功能,如传输、信息、传感、驱动、光功能和生物功能。分子结构的设计和分子相互作用的控制是获得高功能液晶纳米组装的关键。1-7 本文从 1D、2D 和 3D 纳米结构的设计和自组织的角度介绍了纳米结构功能液晶材料。还描述了材料设计与分子动力学 (MD) 3,8,9 模拟和高级测量 10,11 的协同作用。例如,近晶液晶材料已应用于 2D 纳米结构电解质 7,12 和水处理膜 3,13。在 2D 液晶电解质中观察到与锂离子电池一样的稳定行为。 7,12纳米结构聚合物保留了由相分离产生的二维近晶结构,从而实现了高病毒去除率。3,13通过MD模拟和X射线光谱研究了1D、2D和3D纳米结构及其高级功能之间的关系。8,9,10,11例如,通过X射线和MD模拟获得的电子密度图结果很好地解释了近晶电解质分子的2D相结构及其转变。9此外,同步加速器软X射线发射研究很好地解释了亚纳米多孔水处理液晶膜的选择性。11基于自组织动态结构的性质,液晶作为高功能软物质在各个领域具有巨大潜力。致谢:非常感谢KAKENHI JP19H05715、JST-CREST JPMJCR1422、JPMJCR20H3 和MEXT 材料研发项目JPMXP1122714694 的资金支持。
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