杯芳烃及其超分子包合物的正电子湮没微结构研究

本文档深入探讨了杯芳烃及其超分子化合物的微观结构特性，利用正电子湮没寿命谱（PALS）这一先进的实验手段进行研究。杯[4]芳烃、杯[6]芳烃和杯[8]芳烃这三种新型主体分子，以及它们与C60形成的超分子化合物，是研究的重点。研究发现，正电子-正电子湮没的寿命成分τ3、τ4和τ5对应着不同的湮没位置，这些位置包括晶区内的小分子间空隙、杯芳烃自身的空腔以及非晶区的大分子间空洞。通过τ4，作者计算出杯[4]、杯[6]和杯[8]芳烃各自的圆台形空腔等效球形半径分别为0.33、0.37和0.40纳米。 文中特别关注了C60在杯[8]芳烃空腔中的包合现象，指出这种包合过程导致了o-Ps（正电子素）的寿命和强度的显著降低。这揭示了包合过程中空腔结构和包合物构象对包合性能的重要影响。杯芳烃的空腔大小、形状以及其与客体分子间的非共价键作用机制，如氢键、静电作用、范德华力和疏水作用，都在这种包合过程中起关键作用。 此外，文章还提到杯芳烃在分子器件、金属传感、液晶材料以及放射医学等领域展现出广阔的应用前景。尽管关于杯芳烃及其与C60超分子包合物的研究已经不少，但深入探究其微观结构和相互作用机制对于优化这类化合物的功能性能至关重要。 总结来说，本文为理解杯芳烃的微结构特性及其与C60的包合行为提供了定量的科学依据，对设计和改进新型超分子材料具有重要的理论指导意义。