有机小分子凝胶是一类对外界刺激呈现响应的智能软材料,其凝胶因子间通过一些非共价键如氢键、π-π相互作用和范德华力等相互作用形成三维网状结构而使得其中的大量溶剂不再流动。因其在模板材料、传感器、药物缓释等方面的潜在应用,有机凝胶受到越来越多研究者的关注。凝胶因子的结构丰富、种类多样。相比于凝胶因子的设计与合成而言,凝胶生长过程、机制的研究相对较少,并且缺乏足够的实验数据的支持,迄今为止,没有统一的模型来解释凝胶化现象。同时,有机小分子凝胶作为一个相对复杂的体系,外界环境的变化对溶胶-凝胶过程和凝胶行为有较大的影响,改变外在条件来调节凝胶聚集体的形貌和结构、调控凝胶的生长过程使其达到预期的功能,成为近年来关注的重点。本论文中,我们研究了一种酰胺衍生物有机凝胶的溶胶-凝胶转变机制及其智能响应行为,主要结论如下:1.设计并合成了两种取代基位置不同的含脲基元的酰胺衍生物BMUC(间位取代)和BPUC(对位取代)。其凝胶行为研究表明,BMUC能在醇类溶剂中溶解并在乙醇中形成凝胶。BPUC溶解性差,不能凝胶化所测试的溶剂。2.通过扫描电子显微镜SEM和光学显微镜适时取样观察的方法揭示了化合物BMUC凝胶化过程中结构与形貌演变过程,结果表明,BMUC凝胶形成过程经历凝胶因子聚集形成实心小球、实心小球融合成短棒并向外延伸生长、纤维形成及三维网络形成等阶段。凝胶化过程中形貌演变伴随着分子排列方式的变化,小球的未知的排列方式演变为六方柱状相堆积;由小球向纤维的转变过程中,凝胶因子间的分子间氢键增强。凝胶化动力学的结果表明,纤维的生长过程由两段组成,其分形维数D_f值分别是1.27和0.84。3.超声处理不能改变BMUC/乙醇体系的凝胶生长方式和凝胶分子间氢键键合强度,但可以提高凝胶生长阶段中的小球之间的融合并向外延伸生长的速度。同时,超声可以加快BMUC/乙醇体系的凝胶化速度、降低凝胶因子的临界凝胶浓度并使凝胶的热稳定性和力学性能提高。4.BMUC在甲醇中呈现晶体和凝胶两种状态。其晶体中分子间以层状结构排列,而凝胶中的小球和纤维分别以未知结构和六方柱状相排列。晶体中分子的-N-H以分子内和分子间氢键两种方式,而凝胶中-N-H主要以分子间氢键方式存在。超声诱导的BMUC/甲醇凝胶在较低浓度(15 mg/mL)呈现长条状的纤维,在较高浓度(20 mg/m L)呈现互相缠绕的螺旋纤维。