[发明专利]一种凝胶因子及结构形貌可调的超分子凝胶

说明书

本发明公开了一种凝胶因子，所述凝胶因子化学名称N‑(乙基己基)‑12‑羟基硬脂酸酰胺，以12‑羟基十八酸、2‑乙氧基‑1‑乙氧碳酰基‑1,2‑二氢喹啉和2‑乙基己胺为原料制备得到，具有以下结构式：本发明所述的凝胶因子可以在间二甲苯中形成超分子凝胶，且不同凝胶温度下形成的超分子凝胶具有不同的形貌结构。

技术领域

本发明属于软材料和超分子化学技术领域，涉及一种新的凝胶因子，以及由该凝胶因子形成的超分子凝胶。本发明所述超分子凝胶的结构形貌易于调控。

背景技术

凝胶是饱含液体的半固体胶冻及其干燥体（干凝胶）的通称。它是由凝胶因子相互交联形成立体网状结构，将所含液体“锁”在其网络结构中，从而使体系失去流动性，变为弹性的半固体状态。在纳米软材料中，凝胶占有相当重要的地位，目前已经被广泛应用于纳米材料、超分子器件、分子调控等诸多领域。

根据凝胶因子的分子量，可将凝胶划分为小分子凝胶和高分子凝胶。其中，小分子凝胶通常也被称为超分子凝胶。超分子凝胶一般是由分子量小于3000g/mol的凝胶因子通过非共价键（如氢键、π-π堆积、静电作用、范德华力等）相互作用自组装形成简单的一维结构（如纤维状、带状、线状等），再通过相互缠绕进一步形成复杂的三维网状结构，而将溶剂分子困在其中，宏观上表现为稳定的胶体结构。

不同于传统的由共价键交联形成三维网状结构的高分子凝胶，超分子凝胶具有以下特性：1）由于凝胶因子是通过弱的非共价键作用力相结合，超分子凝胶是非永久性的，对其进行加热，易于进行溶胶态与凝胶态的可逆转变；2）对外界环境变化具有较强的敏感性，即对超分子凝胶施加外界刺激（如温度、光、盐浓度、溶剂、化学物质等）时，该凝胶可以发生相应的响应变化，可用于构筑刺激响应型智能材料；3）超分子凝胶往往具有更为丰富的形貌和规整的微纳米结构，可被应用于纳米材料领域。

纳米材料的形貌与尺寸直接影响它的物理化学性质。例如，纳米材料表面超疏水性质由表面微纳米结构所决定；纳米材料的吸收光谱和发射光谱可通过其粒径加以调控；纳米材料在生物体中能否与目标蛋白质发生作用进而改变蛋白质结构、影响其功能，主要取决于纳米材料的形貌。

纳米材料的形貌以及其尺度的有效调控受到了人们的广泛关注并得到了迅速发展。其中，超分子凝胶因其丰富的结构形貌，利用其模板效应，可以制备具有特定结构形貌的纳米模板材料，因其规整的微纳米结构，也可以制备基于超分子凝胶的纳米材料。因此，超分子凝胶在纳米材料领域中具有良好的应用前景。

然而，利用超分子凝胶的模板效应，将超分子凝胶应用于构筑特定结构形貌纳米材料的报道却依然很少。进一步地，有关于超分子凝胶的结构形貌调控方法的确切报道也非常少见。这是由于凝胶因子及超分子凝胶大多是偶然发现的，同时凝胶的结构形貌与尺度往往是不可控的。因此，研发一种简单、便于操作的超分子凝胶的结构形貌调控方法具有重要意义。

Bonnet等(Bonnet, J.; Suissa, G.; Raynal, M.; Bouteiller, L. Soft Matter, 2015, 11, 2308-2312)报道了凝胶因子N-(辛基)-12-羟基硬脂酸酰胺，该凝胶因子可以在多种溶剂中形成超分子凝胶，但其结构形貌均为纤维状，不具备可调控性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的凝胶因子，该凝胶因子可以在间二甲苯中形成超分子凝胶。

本发明的目的还在于提供一种超分子凝胶，所述超分子凝胶在不同的凝胶温度下具有不同的形貌结构。

具体地，本发明所述凝胶因子的化学名称是N-(乙基己基)-12-羟基硬脂酸酰胺，是具有以下结构式的化合物，化学式C₂₆H₅₃NO₂。