우리는 기꺼이 지원 그랜트, ERC-2012-StG_20111012 FOLDHALO (보조금 계약 번호 307108)에서 인정합니다.

참고: 반응 질소 분위기에서 유리 오븐 건조에 실행 되었다. 각 화학 물질의 MSDS에 설명 된 안전 조치를 따르십시오.
1. 1-알 킬-3-methylimidazolium 요오드 화물 소금 (1 m, 그림 3)의 합성
<ol><li>질소 유입으로 환류 콘덴서 장착 3 목, 둥근 바닥 플라스 크에 온도계, 자석 교 반 바, 그리고 난방 기름 목욕, 1.5 g (0.018 몰, 1 equiv) 갓 소 주 1의 분해-메 틸-이미 및 1.3 1-iodoalkane (체인 길이 C2 ~ C12) 이기의 10 ml에서의 equiv.</li>
	<li>질소 분위기에서 하룻밤 역류 (75-80 ° C의 내부 온도)를 반응 혼합물이 열 하 고 실 온으로 혼합물을 냉각.</li>
	<li>회전 증발 기를 사용 하 여 50 ° C에서 감압 아래 결과 혼합물에서 휘발성 물질을 제거 합니다. 참고: Imidazolium 소금 매우 검 습기이 고 그들은 신속 하 게 공기에서 물을 흡수. 따라서, a desiccator 사용까지 그들을 저장 하는 것이 좋습니다.</li>
</ol>2. 1 m • 2 n XB 단지의 합성
<ol><li>
절차 1: (1-2 • 2-8 그림1에서)에 솔루션에서
	<ol>
<li>솔루션 1-에틸-3-methylimidazolium 요오드 화물의 준비 (1-2 MW = 238.07 g/mol)의 이기의 0.5 mL에 1-2 50 mg (0.21 mmol, 1 equiv)을 용 해 하 여.</li>
		<li>Perfluorooctyl 요오드 화물의 솔루션을 준비 (2-8, MW = 545.96 g/mol) 2-8 0.5 mL에 이기의 229 mg (0.42 mmol, 2 equiv)을 용 해 하 여.</li>
		<li>된 유리병에 두 솔루션을 혼합 하 고 파라핀 기름으로 채워진 항아리에 유리병을 유지.</li>
		<li>실 온에서 파라핀 기름에서 천천히 확산 용 매 하자. 기간 후에 3에서 7 일에 이르기까지, 좋은-품질 단일 결정 x 선 회절 분석에 적합 획득 했다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
절차 2: 용 해 방법론 참고:이 방법론에는 iodoperfluoroalkanes의 변동에 대 한 완화 하는 공기 밀폐 시스템을 필요 합니다.<ol>
<li>각 1-알 킬-3-methylimidazolium 요오드 화물을 혼합 (1m) 명확한 붕 규 산 유리 유리병에 1:2 어 금 니 비율에서 (2n) 적절 한 iodoperfluoroalkanes 갖추고 자석 교 반 바.</li>
		<li>유리병을 닫고 활발 한 감동에서 기름 목욕에 넣어.</li>
		<li>15 분 뜨거운 접시를 사용 하 여 70 ° C에가 열 후 상 온으로 혼합 냉각.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 1H와 19F NMR 실험
참고: 1H NMR 및 19F NMR 스펙트럼에 NMR 분 광 계 1H 499.78 MHz와 19F, 470.21 MHz에서 작동 하 고 용 매로 CDCl3 를 사용 하 여 25 ° C에서 기록 되었다. TMS와 CFCl3 는 각각 1H NMR 및 19F NMR에 화학 변화를 보정을 위한 내부 표준으로 사용 되었다. 수소와 불 소 핵을 포함 하는 Bis-(2,2,2-trifluoroethyl) 에테르는 1m 및 2-n에 cocrystals 사이의 비율을 설정 하기 위한 내부 표준으로 사용 되었다.
<ol><li>
NMR 스펙트럼 분석 및 교정에 대 한 샘플의 준비
	<ol>
<li>CDCl30.5 mL에 각 복잡 한 1 m • 2-n의 약 10 mg을 디졸브.</li>
		<li>2,2,2-trifluoroethyl 에테르는 micropipette를 사용 하 여의 1 µ L를 추가 합니다.</li>
		<li>샘플 잠금, 표 1, 및 기록 1H 19F NMR 동일한 동작 조건에서 운영 하기 위하여, 자석에서 NMR 튜브를 제거 하지 않고 연속 스펙트럼을 보고 인수 매개 변수를 설정 합니다.</li>
		<li>그래서 통합 매개 변수 보정 bis(2,2,2-trifluoroethyl) 에테르의 1H NMR 스펙트럼은 채널2O 사중주에 (δ 4.3 ppm =) 해당 4, 19F NMR 스펙트럼에 CF3 세 개 (δ = −74.5 ppm)의 2,2,2- trifluoroethyl 에테르 6에 해당합니다.</li>
		<li>-CF2의 비율을 계산-난 신호 영역 2n에서 파생 (δ = 19F NMR 스펙트럼에서 −61.2 ppm)와 채널3 신호 지역 1에서 파생-m (δ ≈ 1H NMR 스펙트럼에서 4.0 ppm)에 2-n 1사이의 비율을 평가-각 단지에서 m.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 뜨거운 무대에 대 한 샘플의 준비 편광 광학 현미경 (POM)
<ol><li>Supramolecular 복잡 한 1의 주걱 팁 금액을 배치 하 여 샘플의 얇은 레이어를 준비-m• 2-n 2 개의 마이크로 커버 안경 (18 x 18 mm) 사이.</li>
	<li>두 명의 교차 편광판 사이 뜨거운 무대에서 샘플을 놓고 녹기 샘플이 열 합니다.</li>
	<li>상전이 증진 하기 위해 반복적인된가 열/냉각 사이클에 샘플을 제출 합니다. 결정 및 액체 크리스탈 단계 편광된 빛 밝기 및 색상 그라디언트, 등방성 단계 어두운 나타납니다 동안 이어지는 상호 작용할 것 이다.</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

우리는 간단 하 고 다재 다능 한 프로토콜 XB 불 ILCs mesomorphicity [CnF2n + 1-I∙∙∙I∙∙∙I-CnF2n + 1] supramolecular 음이온에 의해 구동의 합성에 대 한 보고가-.
그것은 잘 설립 1-알 킬-3-methylimidazolium 소금에 따라 이온 액체 액체 크리스탈 행동을 전시 수 있습니다. 그러나, 어떤 음이온, 아니 mesophases 12 탄소 원자 보다 짧은 알 킬 사슬 화합물에 대 한 관찰 되었다. 따라서, 보고 자료의 가장 눈에 띄는 점은 이방성의 XB 음이온 mesophase 형성을 결정 하는 것. 사실, XB의 엄격한 기하학적 제약 조건을 부과 intermolecular 상호 작용은 C의 확장에 따라 발생 하는 것-난 180 °에 가까운 각도와 시그마 구멍에 본드. 요오드 화물 음이온 bidentate XB 수락자, 바인딩 두 perfluorinated 모듈 중앙 요오드 화물 음이온 주위 선형 배열을 보여 주는 역할을 합니다. 또한, 사실 perfluoroalkyl 체인 동등한 HC 체인, 보다 엄격한 그리고 1, 3 삭제 CF2 그룹9,52, 사이 반발 작용 때문에 꼬인된 나선형 구조를 채택은 추가의 생성에 기여 엄밀한, 막대와 같은 superanions입니다.
이 완벽 하 게 iodoperfluorodecane (2-10)을 포함 하는 단지 전은 더 이방성 iodoperfluorooctane (2-8)를 포함 하는 것 보다 더 높은 전환 온도 표시 관찰 동의 합니다. 또한, fluoroalkanes 플레이트 단계로 팩의 알려진된 경향45,53 SmB 및 SmA 단계의 획득을 결정 합니다.
Superfluorinated ILCs이이 종이에서 보고 처음으로 ILCs imidazolium 소금에 따라 건설에 XB의 응용 프로그램을 보여 줍니다. 정확한 supramolecular 디자인 XB와 fluorophobic 효과의 높은 방향에 따라, enantiotropic 액정 한 경직 된, 비-향기로운, XB supramolecular synthon mesogenic 코어로 기반을 얻을 수 있다. 액체 크리스탈 행동 알 킬 체인의 길이에서 독립적입니다.
여기 supramolecular 접근 새로운 액체 크리스탈 물자의 디자인에 대 한 매력적인 플랫폼을 나타냅니다 및 실 온 이온 같은 정교한 기능성 물질의 개발을 위한 새로운 기회를 제공할 수 있습니다. 지휘자, photoresponsive ILCs, 고 에너지 장치 응용 프로그램에 대 한 액체 결정 전해질.

Intermolecular 상호 작용은 대량 물자의 육체 및 화학 재산을 결정에 매우 중요 한 역할을 한다. 새로운 상호 작용 될 때, 새로운 구조, 즉, 새로운 기능을 사용할 수 있게. 따라서, 탐험 소설, 특정 공유 비 상호 작용 intermolecular 인식 프로세스를 기본 열 수 있습니다 새로운 시각 재료 과학, 촉매, 약물 디자인, supramolecular 화학, 크리스탈 등 다양 한 분야에 공학. 이것은 최근 되었다 제어 집계 및 자기 조립 현상1,2,3,,45에 대 한 일상적인 도구 XB 경우 이었다.
IUPAC 정의6에 따르면: "분자 엔터티에 할로겐 원자와 다른, 및 지역 관련 된 electrophilic 지역 간의 그물 매력적인 상호 작용의 증거가 있을 때 발생 하는 할로겐 유대 또는 동일, 분자 엔티티입니다. " XB의 도식 대표는 그림 1, X는 electrophilic 할로겐 원자 (루이스 산, XB 기증자)와 Y는 전자 밀도 (루이스, XB 수락자)의 기증자에에서 주어진 다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig1.jpg"> 그림 1: 할로겐 유대의 도식 적인 표현입니다. XB 수락자 (Y) 중립 또는 음이온 종 수 electrophilic 할로겐 원자 (XB-기증자) covalently (R), 분자 장비의 다양 한 연결 됩니다. 이 그림 참조2에서 재 인 쇄 되었습니다. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
첫눈에 그것은이 정의 할로겐 원자, 그들의 높은 전기 음성도, 때문에 일반적으로 고려 된다 높은 전자 밀도의 사이트 이후 다소 수수께끼 측면 태 클는 보일 수 있습니다. 그러나, electrophiles로 할로겐 원자의 아주 일반적인 이며 우아하게 Politzer 외. 7"σ-구멍" 개념 도입에 의해 합리화 되었습니다.
할로겐 원자는 공유 결합에 참여 하 고 때 전자 재배포 발생 하 고 전자 밀도 된다 이방성8,9,,1011. 원자의 모양 팽창이 되 고 할로겐 원자 (그림 2A)의 가장 바깥쪽 표면에 공유 결합의 확장에 따라 긍정적인 정전기 잠재력 (소위 σ 구멍)의 지역 개발. 이 긍정적인 지역의 부정적인 정전기 잠재력, 공유 결합에 직각의 벨트에 의해 둘러싸여 있습니다. Covalently 보 세 할로겐 원자, 및 관련된 방향 설정, 즉비 공유 상호작용 패턴 설명 이후 XB의 "수수께끼"를 해결 하기 위해이 모델 같다., nucleophiles와 측면 선형 상호 작용 electrophiles와의 상호 작용
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig2.jpg"> 그림 2: 할로겐 원자 주변의 전자 밀도의 이방성 분포. (A) 회로도 표현을 이방성 전자 밀도 분포의 주위 covalently 바인딩된 할로겐 원자와 결과 상호 작용의 패턴. (B) 분자 정전기 잠재력 0.001와 isodensity 표면에 지도 CF4, CF3Cl, CF3Br, 및 CF3au I. 색상 범위: 빨강, 27 kcal/mol; 보다 큰 노랑, 사이의 20 및 14 kcal/mol; 녹색, 사이 12 그리고 6 kcal/mol; 블루, 네거티브입니다. 이 그림은 참조2에서 수정 되었습니다. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
XB 기능 supramolecular 재료12,13,,1415,16 설계에서 가장 흥미로운 noncovalent 상호 작용 중 과학적 호기심에서 급속 하 게 성장 했다 , 그것의 독특한 기능, 즉, 높은 방향, 가변 상호 작용 힘, hydrophobicity과 기증자 원자 크기1. XB의 높은 방향은 상호 작용 강도 자주 σ-구멍의 크기에 연결 하는 동안 σ-구멍의 초점 을된 자연을 고려 하 여 쉽게 이해할 수 있습니다. 크기 (공간 범위)와 σ-구멍 의 크기는 (최대 정전기 잠재력 VS, 최대값) polarizability 할로겐 원자와 전자 인출 능력의 전기 음성도 의해 영향을 받습니다. 할로겐17 (그림 2B)의 이웃에 치환 기. 일반적인 동향으로 할로겐 원자 더 polarizable 되 고 분자에 치환 기 될 더 많은 전자-철수, 할로겐 σ 구멍 더 긍정적인 된다. 따라서, 주어진된 R VS, 최대 F 순서로 증가 < Cl S, 최대 긍정적인 된다. 따라서, haloperfluorocarbons, 특히 요오드 perfluoroalkanes 및 방음, 강력한 XB-기증자의 특히 강한 상호 작용18,,1920 형성 역할을 할 수 있고 특히 소수 성 adducts.
PFC-HC cocrystals에 게 자기 조립의 경우 후반 1990 년대21에 보고 되었습니다. 1, 2-diiodotetrafluoroethane와 N,N, 아데닌 양의 혼합 시N',N'-tetramethyl-ethylenediamine 클로 프롬에, supramolecular 복잡 한 실내 온도에 공기에서 안정 되어 흰색 결정으로 분리 했다. 단 결정 x-선 분석 두 가지 구성 요소는 1 차원 (1d) 무한 체인과 질소와 요오드 원자 간의 상호 작용에 다른 크게 장소에 perfluorinated 두번째-요오드 화물을 유지에 대 한 책임을 밝혔다. 이 질소-요오드 XB 상호 작용은 기존의 PFC 및 HC 화합물 사이 낮은 선호도 극복 하기 위해 충분히 강한 입증 하 고 XB 성공적으로 새로운 불 moieties에 소개 하는 쉬운 경로로 악용 될 수 있는 제안 supramolecular 자료22,23,24, 포함 한 액체 결정.
불 치환 기, 사실, 성공적으로에 통합 되었습니다 액체 결정 분자 C F 본드로 작은 크기와을 주는 상승 불 소 원자의 낮은 polarizability에 의해 제공 되는 우수한 안정성 때문에 매우 낮은 intermolecular 분산 상호 작용25,,2627. 또한 PFC 및 HC 체인 간에 발생 하는 분리 허용 제어 supramolecular 액체 크리스탈 단계, mesomorphic 소재28,,2930smectic 캐릭터를 강화. 물리/화학 속성 및 mesomorphism는 강하게 분자 건축29,31에 의해 영향을 일반적으로 이해 된다. 따라서, 적절 한 분자 디자인 맞춤된 속성을 가진 새로운 supramolecular 액정 생성 필수적 이다. 이러한 부드러운 재료의 기본 모티브는 상당히 엄밀한, 막대 모양의 moiety 하나 또는 두 개의 유연한 지방 족 사슬32,,3334연결에 있다. Mesomorphic 화합물의 전통적인 디자인은 주로 중립 종으로 수행 하지만 연구는 또한 이온 쌍 수 전시 mesomorphic 행동, 저조한 이오니아 액체와 액체 사이의 인터페이스에 속성 자료 크리스탈35,,3637
XB 액정24,,3839, 그리고 XB 수락자로 작동 하는 음이온의 특정 기능에 최근 결과 계정에 복용, 그것은 악용이 아닌 공유 상호 작용에 특히 흥미로운 것 같았다 새로운 유형의 ILCs 설계.
1-알 킬-3-methylimidazolium iodides (1m)의 다양 한 체인 길이, 이오니아 액체40로 알려져 있는 복합물 (그림 3)41,42의 합성에 사용 되었다. 참고는 1-12, C12 알 킬 체인 베어링 전시 smectic (Sm A) 단계와 액체 결정 (SmA 전환 온도에 크리스탈 (Cr) = 27 ° C; 등방성 액체 (ISO) 전환 온도에 Sm A = 80 ° C; Cr • 27 • SmA • 80 • Iso)43 Imidazolium 소금을 잘 알려진 XB 기증자44,45iodoperfluorooctane (2-8)와 iodoperfluorodecane (2-10), 반응 했다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig3.jpg"> 그림 3: 합성 구조. 시작 하는 이온 액체의 화학 공식 (1-m), iodoperfluoroalkanes (2n), 및 관련 XB-단지 1-m•2-북 아 일 <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
요오드 화물 음이온 haloperfluoroalkanes44supramolecular 구조 형성에 XB 수락자로 쉽게 참여 하도록 예상 된다. 그러나, 그것은 수와 조정 XB 기증자 종의 토폴로지를 도전 남아 있습니다. 사실, 할로겐 음이온은 일반적으로 두 개 또는 세 XBs46,,4748에 참여는 하지만 높은 조정 숫자 또한49,50을 관찰 했다.
여기, 우리 불 XB ILCs 및 식별 및 XB의 발생의 특성에 대 한 자세한 절차 매우 얻기 위한 절차를 설명 합니다. 시퀀스 분석 보고 여기 고 XB를 식별 하기 위해 활용의 일반적인 절차로 간주 될 수 있습니다 그리고 XB 시스템의 모든 종류의 특성에 적용할 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="819">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1-Methyl-imidazole&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">M50834-500G</td>
			<td style="width:299px;">liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodoethane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">I7780-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodobutane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">167304-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodohexane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238287-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodooctane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238295-25G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iododecane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238252-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1-Iodododecane</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">238260-100G</td>
			<td>liquid reagent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">271004-1L</td>
			<td>organic solvent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfluorooctyl iodide&#160;</td>
			<td>Apollo Scientific</td>
			<td style="width:139px;">PC6170</td>
			<td>fluorinated reagent/halogen-bond donor&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfluorodecyl iodide</td>
			<td>Apollo Scientific</td>
			<td style="width:139px;">PC5970</td>
			<td>fluorinated reagent/halogen-bond donor&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bis(2,2,2-trifluoroethyl) ether&#160;</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">287571-5G</td>
			<td>Internal standard for NMR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Chloroform-d</td>
			<td style="width:167px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:139px;">151823-100G</td>
			<td>Solvent for NMR</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

from molecules to materials: engineering new ionic liquid crystals through halogen bonding

여기, 할로겐 (XB), 결합에 따라 상향식 접근 방식을 성공적으로 새로운 유형의 이오니아 액체 결정 (ILCs)의 디자인에 적용할 수 있습니다 설명 합니다. Haloperfluorocarbons에 대 한 XB의 높은 특이성 및 XB 수락자로 작동 하는 음이온의 기능의 복용 장점, 우리가 얻은 supramolecular 단지 1-알 킬-3-methylimidazolium iodides 및 iodoperfluorocarbons에 따라 잘 알려진 극복 immiscibility 탄화수소 (HCs)과 불 (PFCs) 사이. Fluorophobic 효과 함께 XB의 높은 방향을 사용 하 여 경직 된, 비-향기로운, XB supramolecular 음이온 mesogenic 코어 역할도 enantiotropic 액정을 얻을 수 있었습니다.
구조 분석 1-에틸-3-methylimidazolium 요오드 화물 및 잘 알려진 경향이 perfluoroalkyl 체인의 분리의 형상 이다 계층된 구조의 존재를 보여주었다 iodoperfluorooctane 사이 복잡 한의 엑스레이 이것은 smectic mesophases의 관찰과 일치입니다. 또한, 모든 보고 된 단지 녹여 100 ° c, 그리고 대부분은, 실내 온도에 mesomorphic는도 불구 하 고 시작 자료를 비 mesomorphic 자연에서 했다.
여기 보고 supramolecular 전략 mesogen 디자인 기능성 물질의 완전히 새로운 클래스를 허용에 대 한 새로운 디자인 원칙을 제공 합니다.

차동 스캐닝 열 량 측정 (DSC), POM, 열 분석 (TGA), 뿐만 아니라 1H와 19F NMR는 얻은 단지를 특성화 하기 위해 사용 되었다. 1의 좋은-품질 단일 결정-2•2-8 상 온에서 용 매의 느린 증발 하 여 1:2 솔루션 이기에 시작 구성 요소에서 얻은 했다.
1-2과 다른 화학 량 론 비율, 2-8의 혼합물에 DSC 분석 추론 하는 iodoperfluoroalkane와 imidazolium 소금 사이 오른쪽 조정 산출할 1: 2는 허용. 사실, 그림 4A 에서 복잡 한 1: 1의 DSC 열상이 보여줍니다의 존재는 uncomplexed imidazolium 소금 1-2 (57 ° C에서 피크) 동안 1: 3에서 복잡 한는 초과 순수 2-8 (융해 점 24 ° C). 다른 한편으로, 1:2 복잡 한 열상을 단일 피크 새로운 순수 결정 종 형성 되었다 시연 시작 화합물의 고유한 보여줍니다.
TGA 분석이 결과를 확인 했다. 사실, 시 1-12, 2-10 1:2 비율로 혼합, 동질적인 샘플 얻은을 발표 양적 uncomplexed iodoperfluorodecane (그림 5A 보다 높은 온도에서 불 빌딩 블록 그리고 5B).
19 간단 하 고, 효과적으로 적용 된 F NMR 그리고 XB의 형성을 검출 하는 민감한 도구 adducts. XB 음이온 전자 불충분 한 요오드는 iodoperfluoroalkanes의 사이 난- -CF2의 신호 영향을 강력 하 게-나 그룹 (δ = −60, 0 ppm) 및 19F NMR 공명의 감지 upfield 교대 하 게 상승. 1.2 ppm의 Δδ 값에 대 한 복잡 한 1측정 되었다-2•2-8, electrophilic 종 (그림 6)로 할로겐 원자를 포함 하는 매력적인 noncovalent 상호 작용의 발생을 확인. 또한, 신호 통합을 위한 내부 표준, XB 수락자와 기증자 사이 1:2 산출할 연속 1H 및 19F NMR 분석 2,2,2 trifluoroethyl 에테르의 존재를 기록 하 여 모듈 추가 되어 있다 확인.
1크리스탈 x 선 분석을 단일-XB 요오드 화물 음이온은 bidentate XB 수락자, 두 불 체인 바인딩 역할도 supramolecular trimeric 복합물의 대형 드라이브를 확인 하는 2•2-8. I··· 나는- 거리는 거의 동일 [3.4582(9) Å 및 3.4625(10) Å]와 대략 27%는 vdW의 합계 및 요오드 원자 및 요오드 화물 음이온, 각각51의 폴링 반지름 단축에 해당. XB의 높은 방향은 C-I···에 의해 확인 된다 - 174.1(1) ° 175.4(2) °의 각도 나 각각(그림 7A). 2 개의 동등 하 게 채워진 conformations 같은 평면에 약 하 고 비 결정학 두 축에 의해 imidazolium 양이온에 대 한 관찰 된다. 그림 7B HC 및 PFC 체인 크리스탈 (장애 제거) 내에서 사이 에서도 이온과 중립적인 부품 사이의 분리를 표시 합니다.
DSC와 POM 연구 밝혀 모든 단지 100 ° C (그림 8A), 이오니아 액체에 일반적으로 보다 낮은 온도에서 녹아. 또한, 그들은 모두는 enantiotropic 액체 크리스탈 행동, 실내 온도에, SmB와 SmA 단계 (그림 8A) 일부를 표시합니다. 냉각에 SmA-SmB 전환 팬 (그림 8B, 왼쪽)의 뒷면에 걸쳐 독특한 강선에 의해 확인 되었다. 강선 냉각에 사라진 전환 아래 추가.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig4.jpg"> 그림 4: 차동 주사. 1-2 2-8에 있는 다른 화학 량 론 비율을 혼합 하 여 준비 하는 샘플의 DSC thermograms: 1:3 샘플 (위), 1:2 샘플 (mid), 및 1:1 샘플 (아래). <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig5.jpg"> 그림 5:열 분석. DSC가 열/냉각 주기 (A) 및 샘플 1-12, 2-10 1:2 몰 비에 혼합 하 여 준비에 TGA 분석 (B). 이 그림은 참조37에서 수정 되었습니다. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig6.jpg"> 그림 6 : 19 F NMR 분석. 19 CDCl3 2-8 (위)에 F NMR 스펙트럼과 관련 된 복잡 한 할로겐 보 세 1-2•2-8 (아래). <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig7.jpg"> 그림 7 : 단 결정 분석 x 선. (A) 단지의 비대칭 단위 1-2•2-8 보여주는 trimeric superanion 형성 어디 두 불 체인 보 세는 중앙에 나- 음이온 (무질서 양이온의 단일 conformer 보고); (B) 결정학 b에 따라 분리 하는 imidazolium 소금 1-2, iodoperfluorooctane 2-8-축; (C) 측면 표시 이온 및 탄 화 불 소 지역 구조 보기 컬러 코드: 회색, 탄소; 블루, 질소; 마젠타, 요오드; 녹색, 불 소; 백색는 수소 회색 선으로 묘사 된 할로겐 채권입니다. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55636/55636fig8.jpg"> 그림 8 : 편광 광학 현미경 검사 법. (A) 할로겐 보 세 단지 1의 thethermal 전환 차트-핫-무대 POM (파란색 실선, 빨간색은 SmB, 이며 오렌지 SmA 단계)에 의해 m•2-n 측정. (B) 광학 텍스처 smectic 단계 1에 대 한 관찰-12•2-등방성 상태에서 냉각에 10. 왼쪽: SmB 단계 77 ° C; 오른쪽: SmA 단계 83 ° c.에 눈금 막대: 100 µ m. 이 그림은 참조37에서 수정 되었습니다. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55636/55636fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>스펙트럼 폭 (KHz)</td>
			<td>검사 번호</td>
			<td>펄스 지연 (s)</td>
		</tr>
<tr>
<td>1 H</td>
			<td>7</td>
			<td>16</td>
			<td>1</td>
		</tr>
<tr>
<td>19 F</td>
			<td>95</td>
			<td>16</td>
			<td>1</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: 대 한 인수 매개 변수 1 H, 19 F NMR 실험

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From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

Mesogens의 새로운 종류의 합성에 대 한 프로토콜 할로겐 보 세 supramolecular 음이온에 따라 [CnF2n + 1-I··· I··· CnF2n + 1]−, 보고 됩니다.

분자 재료를에서: 할로겐 결합을 통해 새로운 이오니아 액체 크리스탈 엔지니어링

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

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68.9K 조회수.  Politecnico di Milano. Mesogens의 새로운 종류의 합성에 대 한 프로토콜 할로겐 보 세 supramolecular 음이온에 따라 [CnF2n + 1-I··· I··· CnF2n + 1]−, 보고 됩니다.

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Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle diameters ranging from 30-250 nm by varying the reaction conditions. Through the selection of a microwave compatible solvent, silicic acid precursor, catalyst, and microwave irradiation time, these microwave-assisted methods were capable of overcoming the previously reported shortcomings associated with synthesis of silica nanoparticles using microwave reactors. The siloxane precursor was hydrolyzed using the acid catalyst, HCl. Acetone, a low-tan &#948; solvent, mediates the condensation reactions and has minimal interaction with the electromagnetic field. Condensation reactions begin when the silicic acid precursor couples with the microwave radiation, leading to silica nanoparticle sol formation. The silica nanoparticles were characterized by dynamic light scattering data and scanning electron microscopy, which show the materials&#39; morphology and size to be dependent on the reaction conditions. Microwave-assisted reactions produce silica nanoparticles with roughened textured surfaces that are atypical for silica sols produced by St&#246;ber&#39;s methods, which have smooth surfaces.

Silica nanoparticles were prepared using acid-catalysis of a siloxane precursor and microwave-assisted synthetic techniques resulting in the controlled growth of nanomaterials ranging from 30-250 nm in diameter. The growth dynamics can be controlled by varying the initial silicic acid concentration, time of the reaction, and temperature of reaction.

전자 레인지를 이용한 산 - 촉매 반응을 통해 실리카 나노 입자의 제조

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

연구

화학

Diffuse Reflectance Infrared Spectroscopic Identification of Dispersant/Particle Bonding Mechanisms in Functional Inks

In additive manufacturing, or 3D printing, material is deposited drop by drop, to create micron to macroscale layers. A typical inkjet ink is a colloidal dispersion containing approximately ten components including solvent, the nano to micron scale particles which will comprise the printed layer, polymeric dispersants to stabilize the particles, and polymers to tune layer strength, surface tension and viscosity. To rationally and efficiently formulate such an ink, it is crucial to know how the components interact. Specifically, which polymers bond to the particle surfaces and how are they attached? Answering this question requires an experimental procedure that discriminates between polymer adsorbed on the particles and free polymer. Further, the method must provide details about how the functional groups of the polymer interact with the particle. In this protocol, we show how to employ centrifugation to separate particles with adsorbed polymer from the rest of the ink, prepare the separated samples for spectroscopic measurement, and use Diffuse Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (DRIFTS) for accurate determination of dispersant/particle bonding mechanisms. A significant advantage of this methodology is that it provides high level mechanistic detail using only simple, commonly available laboratory equipment. This makes crucial data available to almost any formulation laboratory. The method is most useful for inks composed of metal, ceramic, and metal oxide particles in the range of 100 nm or greater. Because of the density and particle size of these inks, they are readily separable with centrifugation. Further, the spectroscopic signatures of such particles are easy to distinguish from absorbed polymer. The primary limitation of this technique is that the spectroscopy is performed ex-situ on the separated and dried particles as opposed to the particles in dispersion. However, results from attenuated total reflectance spectra of the wet separated particles provide evidence for the validity of the DRIFTS measurement.

Formulation of stable, functional inks is critical to expanding the applications of additive manufacturing. In turn, knowledge of the mechanisms of dispersant/particle bonding is required for effective ink formulation. Diffuse Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy (DRIFTS) is presented as a simple, inexpensive way to gain insight into these mechanisms.

기능성 잉크에 분산제 / 입자 결합 메커니즘의 반사율 적외선 분광 식별 확산

In additive manufacturing, or 3D printing, material is deposited drop by drop, to create micron to macroscale layers.  A typical inkjet ink is a colloidal ...

Highly Stereoselective Synthesis of 1,6-Ketoesters Mediated by Ionic Liquids: A Three-component Reaction Enabling Rapid Access to a New Class of Low Molecular Weight Gelators

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form catalytically active N-Heterocyclic Carbenes (NHCs). Here we have used ILs as precatalysts in the addition of &#945;,&#946;-unsaturated aldehydes to chalcones to form 1,6-ketoesters, incorporating an anti-diphenyl moiety in a highly stereoselective fashion. The reaction has a broad substrate scope and several functional groups and heteroaromatics can be integrated into the ketoester backbone in generally good yields with maintained stereoselectivity. The reaction protocol is robust and scalable. The starting materials are inexpensive and the products can be obtained after simple filtration, avoiding solvent-demanding chromatography. Furthermore, the IL can be recycled up to 5 times without any loss of reactivity. Moreover, the 1,6-ketoester end product is a potent gelator in several hydrocarbon based solvents. The method enables rapid access to and evaluation of a new class of low molecular weight gelators (LMWGs) from recyclable and inexpensive starting materials.

Ionic liquids (ILs) mediate fast, simple and cheap access to 1,6-ketoesters in high diastereoselectivities and good yields. The reaction protocol is robust and the 1,6-ketoesters can be obtained in gram scale after a simple filtration protocol. Moreover, the 1,6-ketoesters are potent gelators in hydrocarbon solvents.

이온 성 액체에 의해 매개 1,6- Ketoesters의 높은 입체 선택적 합성 : 저 분자량 젤 레이터의 새로운 클래스에 빠른 액세스를 가능하게하는 3 요소 반응

In organic chemistry ionic liquids (ILs) have emerged as safe and recyclable reaction solvents. In the presence of a base ILs can be deprotonated to form ...

From Constructs to Crystals &#8211; Towards Structure Determination of &#946;-barrel Outer Membrane Proteins

Membrane proteins serve important functions in cells such as nutrient transport, motility, signaling, survival and virulence, yet constitute only ~1% percent of known structures. There are two types of membrane proteins, &#945;-helical and &#946;-barrel. While &#945;-helical membrane proteins can be found in nearly all cellular membranes, &#946;-barrel membrane proteins can only be found in the outer membranes of mitochondria, chloroplasts, and Gram-negative bacteria. One common bottleneck in structural studies of membrane proteins in general is getting enough pure sample for analysis. In hopes of assisting those interested in solving the structure of their favorite &#946;-barrel outer membrane protein (OMP), general protocols are presented for the production of target &#946;-barrel OMPs at levels useful for structure determination by either X-ray crystallography and/or NMR spectroscopy. Here, we outline construct design for both native expression and for expression into inclusion bodies, purification using an affinity tag, and crystallization using detergent screening, bicelle, and lipidic cubic phase techniques. These protocols have been tested and found to work for most OMPs from Gram-negative bacteria; however, there are some targets, particularly for mitochondria and chloroplasts that may require other methods for expression and purification. As such, the methods here should be applicable for most projects that involve OMPs from Gram-negative bacteria, yet the expression levels and amount of purified sample will vary depending on the target OMP.

&#946;-barrel outer membrane proteins (OMPs) serve many functions within the outer membranes of Gram-negative bacteria, mitochondria, and chloroplasts. Here, we hope to alleviate a known bottleneck in structural studies by presenting protocols for the production of &#946;-barrel OMPs in sufficient quantities for structure determination by X-ray crystallography or NMR spectroscopy.

β-배럴 외부 막 단백질의 구조 결정을 향해 - 구축해에서 결정에

Membrane proteins serve important functions in cells such as nutrient transport, motility, signaling, survival and virulence, yet constitute only ~1% ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and engineers. Growth of such anisotropic nanocrystals through a simple chemical method is a challenging task. In this study, we fabricate discotic nanodisks of zirconium phosphate [Zr(HPO4)2&#183;H2O] as a model material using hydrothermal, reflux and microwave-assisted methods. Growth of crystals is controlled by duration time, temperature, and concentration of reacting species. The novelty of the adopted methods is that discotic crystals of size ranging from hundred nanometers to few micrometers can be obtained while keeping the polydispersity well within control. The layered discotic crystals are converted to monolayers by exfoliation with tetra-(n)-butyl ammonium hydroxide [(C4H9)4NOH, TBAOH]. Exfoliated disks show isotropic and nematic liquid crystal phases. Size and polydispersity of disk suspensions is highly important in deciding their phase behavior.

A two dimensional model material of discotic zirconium phosphate was developed. The inorganic crystal with lamellar structure was synthesized by hydrothermal, reflux, and microwave-assisted methods. On exfoliation with organic molecules, layered crystals can be converted to monolayers, and nematic liquid crystal phase was formed at sufficient concentration of monolayers.

합성 및 디스코 틱 지르코늄 인산염의 각질 제거는 콜로이드 액체 크리스탈을 구하는

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under physiologically relevant conditions.1 These measurements are performed on living biofilms in aqueous medium using source and drain electrodes patterned on a glass surface in a specialized configuration referred to as an interdigitated electrode (IDA) array. A biofilm is grown that extends across the gap connecting the source and drain. Potentials are applied to the electrodes (ES and ED) generating a source-drain current (ISD) through the biofilm between the electrodes. The dependency of electrical conductivity on gate potential (the average of the source and drain potentials, EG = [ED + ES]/2) is determined by systematically changing the gate potential and measuring the resulting source-drain current. The dependency of conductivity on gate potential provides mechanistic information about the extracellular electron transport process underlying the electrical conductivity of the specific biofilm under investigation. The electrochemical gating measurement method described here is based directly on that used by M. S. Wrighton2,3 and colleagues and R. W. Murray4,5,6 and colleagues in the 1980&#39;s to investigate thin film conductive polymers.

A protocol for measuring electrical conductivity of living microbial biofilms under physiologically relevant conditions is presented.

특성화 생활 Biofilms 통해 전자 전송

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline earth-liquid metal alloys as functions of both composition and temperature in order to acquire thermodynamic data. The cell consists of a chemically stable solid-state CaF2-AF2 electrolyte (where A is the alkaline-earth element such as Ca, Sr, or Ba), with binary A-B alloy (where B is the liquid metal such as Bi or Sb) working electrodes, and a pure A metal reference electrode. Emf data are collected over a temperature range of 723 K to 1,123 K in 25 K increments for multiple alloy compositions per experiment and the results are analyzed to yield activity values, phase transition temperatures, and partial molar entropies/enthalpies for each composition.

This protocol describes the measurement of the electromotive force of alkaline-earth elements in liquid metal alloys at high temperatures (723-1,123 K) to determine their thermodynamic properties, including activity, partial molar entropy, partial molar enthalpy, and phase transition temperatures, over a wide composition range.

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid based on volatile solar and wind sources. The pressing demand of developing high-performance electrochemical energy storage solutions, i.e., batteries, relies on both fundamental understanding and practical developments from both the academy and industry. The formidable challenge of developing successful battery technology stems from the different requirements for different energy-storage applications. Energy density, power, stability, safety, and cost parameters all have to be balanced in batteries to meet the requirements of different applications. Therefore, multiple battery technologies based on different materials and mechanisms need to be developed and optimized. Incisive tools that could directly probe the chemical reactions in various battery materials are becoming critical to advance the field beyond its conventional trial-and-error approach. Here, we present detailed protocols for soft X-ray absorption spectroscopy (sXAS), soft X-ray emission spectroscopy (sXES), and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments, which are inherently elemental-sensitive probes of the transition-metal 3d and anion 2p states in battery compounds. We provide the details on the experimental techniques and demonstrations revealing the key chemical states in battery materials through these soft X-ray spectroscopy techniques.

Here, we present a protocol for typical experiments of soft X-ray absorption spectroscopy (sXAS) and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) with applications in battery material studies.

소프트 x 선 흡수 분광학 및 공명 탄력 x 선 산란을 통해 배터리에 화학의 원소 구분 검색

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid ...

Novel Techniques for Observing Structural Dynamics of Photoresponsive Liquid Crystals

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational spectroscopy and time-resolved electron diffraction. Liquid crystal phase is an important state of matter that exists between the solid and liquid phases and it is common in natural systems as well as in organic electronics. Liquid crystals are orientationally ordered but loosely packed, and therefore, the internal conformations and alignments of the molecular components of LCs can be modified by external stimuli. Although advanced time-resolved diffraction techniques have revealed picosecond-scale molecular dynamics of single crystals and polycrystals, direct observations of packing structures and ultrafast dynamics of soft materials have been hampered by blurry diffraction patterns. Here, we report time-resolved IR vibrational spectroscopy and electron diffractometry to acquire ultrafast snapshots of a columnar LC material bearing a photoactive core moiety. Differential-detection analyses of the combination of time-resolved IR vibrational spectroscopy and electron diffraction are powerful tools for characterizing structures and photoinduced dynamics of soft materials.

Here, we present the protocols of differential-detection analyses of time-resolved infrared vibrational spectroscopy and electron diffraction which enable observations of the deformations of local structures around photoexcited molecules in a columnar liquid crystal, giving an atomic perspective on the relationship between the structure and the dynamics of this photoactive material.

Photoresponsive 액정의 구조 역학을 관찰을 위한 새로운 기술

We discuss in this article the experimental measurements of the molecules in liquid crystal (LC) phase using the time-resolved infrared (IR) vibrational ...

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in liquid environments. This manuscript describes the process for making graphene liquid cells through the example of graphene liquid cell transmission electron microscopy (TEM) experiments of gold nanocrystal etching. The protocol for making graphene liquid cells involves coating gold, holey-carbon TEM grids with chemical vapor deposition graphene and then using those graphene-coated grids to encapsulate liquid between two graphene surfaces. These pockets of liquid, with the nanomaterial of interest, are imaged in the electron microscope to see the dynamics of the nanoscale process, in this case the oxidative etching of gold nanorods. By controlling the electron beam dose rate, which modulates the etching species in the liquid cell, the underlying mechanisms of how atoms are removed from nanocrystals to form different facets and shapes can be better understood. Graphene liquid cell TEM has the advantages of high spatial resolution, compatibility with traditional TEM holders, and low start-up costs for research groups. Current limitations include delicate sample preparation, lack of flow capability, and reliance on electron beam-generated radiolysis products to induce reactions. With further development and control, graphene liquid cell may become a ubiquitous technique in nanomaterials and biology, and is already being used to study mechanisms governing growth, etching, and self-assembly processes of nanomaterials in liquid on the single particle level.

Using Graphene Liquid Cell Transmission Electron Microscopy to Study in Situ Nanocrystal Etching

Graphene liquid cell electron microscopy can be used to observe nanocrystal dynamics in a liquid environment with greater spatial resolution than other liquid cell electron microscopy techniques. Etching premade nanocrystals and following their shape using graphene liquid cell Transmission Electron Microscopy can yield important mechanistic information about nanoparticle transformations.

Nanocrystal 에칭 제자리에서 공부를 그래 액체 셀 전송 전자 현미경 검사 법을 사용 하 여

Graphene liquid cell electron microscopy provides the ability to observe nanoscale chemical transformations and dynamics as the reactions are occurring in ...