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??? 最近，化學化工學院在光響應柱芳烴液晶材料研究領域取得重要進展，研究工作發(fā)表在材料領域權(quán)威期刊Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201500942)。該工作由王樂勇教授課題組與諶東中教授課題組歷時近3年的合作共同完成，博士研究生潘實和倪夢飛為共同第一作者，諶東中教授和王樂勇教授為通訊作者。

??? 基于偶氮苯的光響應材料(Photoresponsive materials, PRMs)可廣泛應用于光控載藥與基因轉(zhuǎn)染、光驅(qū)動的微機械運動以及智能表面等諸多領域。常規(guī)的有機小分子偶氮苯衍生物在溶液中呈現(xiàn)光致順反異構(gòu)化或光致變色現(xiàn)象，但是由于分子間強的平行聚集現(xiàn)象(H-aggregation)，在體相或固態(tài)薄膜狀態(tài)時光響應顯著減弱甚至完全被抑制。其中一重要策略是將偶氮苯作為側(cè)基引入聚合物，由于聚合物的優(yōu)異成膜性以及主鏈提供的自由體積使得偶氮苯聚合物薄膜或其體相材料呈現(xiàn)良好的光響應特征，但合成高分子固有的分子量多分散性給其組成帶來某些不確定性。該項研究首次通過簡單的Click反應高效率地將偶氮苯介晶基元對稱地引入柱[5]芳烴，制備了4個和10個亞甲基間隔基的分子量分別為5507和6349的兩種結(jié)構(gòu)組成明確的大環(huán)柱芳烴偶氮苯液晶齊聚物，表現(xiàn)出優(yōu)異的成膜性和室溫溶液加工特點。由于柱[5]芳烴大環(huán)提供的充足自由體積，其體相材料及固態(tài)薄膜呈現(xiàn)快速光響應特征和優(yōu)異的可回復循環(huán)特點（圖1）。通過偏振光或非偏振光化性光的垂向或傾斜一定角度輻照可以實現(xiàn)圖案化的表面制備以及表面自由能、濕潤性等的方便調(diào)控（圖2），甚至通過偶氮苯的光控取向可誘導盤狀分子柱狀相的取向排布（圖3），實現(xiàn)智能表面控制或應用于光電材料領域。

??? 該工作是一項多學科交叉的合作成果，集有機化學學科王樂勇教授課題組在功能柱芳烴體系的設計合成與主客體識別方面的研究基礎(J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10762-10769; 2013, 135, 10542-10549; Chem. Mater. 2015,?27, 1110-1119)與高分子化學與物理學科諶東中教授課題組在偶氮苯光響應液晶及盤狀液晶光電功能材料研究方面的扎實積累(Macromolecules 2015, 48, 2388-2398; 2013, 46, 2916-2929. Chem. Eur. J., 2015, 21, 3671–3681. J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 2375-2386)，優(yōu)勢互補的實質(zhì)合作將研究工作推向具有重要應用前景的學科交叉前沿領域。該項目得到國家自然科學基金、教育部創(chuàng)新團隊計劃以及國家基礎科學人才培養(yǎng)基金資助。

圖1、光照或熱處理驅(qū)動柱[5]芳烴偶氮苯薄膜可逆順反異構(gòu)化 ??

圖2、光控圖案化表面修飾

圖3、柱[5]芳烴偶氮苯光控取向誘導盤狀分子柱狀相的取向排布