通过调控二氧化硅纳米颗粒疏水相互作用实现液晶凝胶流变特性的精准定制

本研究针对功能化二氧化硅纳米颗粒（SiNP）在向列相液晶中的凝胶化难题，系统研究了甲基、丁基和十二烷基表面修饰对复合体系流变行为的影响。通过稳态/振荡流变测试结合软玻璃态模型分析，揭示了配体长度与凝胶强度间的非线性关系，为智能软材料设计提供了新思路。

　　

通过疏水相互作用精准调控二氧化硅基液晶凝胶的流变特性

本研究阐述了功能化二氧化硅纳米颗粒（silica nanoparticles, SiNP）在向列相液晶（nematic liquid crystals）中形成的一系列凝胶体系。通过将天然硅醇基部分替换为甲基、丁基或十二烷基链，成功实现了SiNP表面从亲水性向疏水性的改性。详尽的稳态和振荡流变测试表明，配体长度与凝胶强度之间存在非平凡的相关性，这归因于范德华力、氢键和疏水相互作用的协同效应。

研究采用软玻璃态（soft glass）及其他粘弹性模型进行分析，证实改进的分数阶模型（modified fractional models）、开尔文-沃伊特（Kelvin–Voight）和麦克斯韦（Maxwell）模型能成功描述这些向列相凝胶的广义粘弹性行为。该发现深化了对复合材料粘弹性行为及SiNP表面化学影响的理解，为各向异性软物质（anisotropic soft matter）的功能化设计提供了重要参考。

值得注意的是，与气相法二氧化硅（fumed SiNP）不同，本研究选用沉淀法二氧化硅（precipitated SiNP）作为研究对象，拓展了该类材料在液晶凝胶体系中的应用边界。所有实验均声明无利益冲突。