Lyotropic Chromonic Liquid Crystal 中各向异扩散的研究：基于荧光恢复后光致消 bleaching (FRAP) 方法

各向异扩散支配着广泛的软质和生物材料中的运输过程，微观结构和分子相互作用共同决定了物质的运动方式。本文采用荧光恢复后光致消 bleaching (FRAP) 方法，对 lyotropic chromonic liquid crystals (LCLCs) 中各向异分子扩散进行定量研究。二氢甘氯酸钠 (DSCG) 作为模型 LCLC 系统，分别在浓度和温度变化下测量其在各向同、液晶和柱状相中的扩散。为消除微观结构与分子相互作用的作用，我们采用两种具有不同亲和力的荧光示踪剂：嵌入 DSCG 聚集体中的 顺发橙 (Acridine Orange, AO)，以及与水相中保持弱相互作用的 Bodipy。傅里叶空间 FRAP 分析可独立解析两种染料相对于液晶取向方向的平行和垂直扩散系数。在液晶相中，扩散呈各向异，沿液晶 director 方向的运输更快。随着 DSCG 浓度的增加，强耦合聚集体的 AO 染料分子在所有方向上均表现出减慢的扩散，反映了 LC 微观结构的增强堆积和立体限制。相比之下，在液晶 regime 中浓度增加的弱相互作用 Bodipy 染料分子显示出沿取向方向的增强运输，暗示了引导运动的微观通道的出现，类似于在取向多孔介质中的运输。这些结果揭示了 LCLCs 微观结构如何控制有效扩散，并为理解和设计取向软质材料中的各向异扩散提供了定量框架。