离子超圆盘如何在纳米孔中自组装？

盘状离子液晶（DILCs）由阳离子和阴离子自组装形成的超圆盘组成，这些超圆盘自发堆叠成线性柱状结构，具有高的一维离子和电子电荷迁移率，使其成为功能性软物质的重要模型系统。不幸的是，DILCs在宏观尺度上的均匀取向通常难以实现，这显著限制了其应用性。原则上，将其渗透到纳米多孔固体支架中可以克服这一缺点。然而，由于在极端空间限域条件下审视液晶有序性面临巨大的实验挑战，人们对纳米孔中DILCs的结构知之甚少。在此，我们展示了基于温度依赖的高分辨率光学双折射测量和基于同步辐射X射线散射的三维倒易空间映射，以研究基于多巴胺的离子液晶在宏观阳极氧化铝（AAO）膜中直径为180纳米圆柱形通道内的热致相行为。通过调节膜的亲水性从而改变分子在孔壁上的锚定方式（平躺或直立），以及通过定制化学合成改变超圆盘芳香核心与烷基侧链基序之间的亲水-疏水平衡，我们发现了一种特别丰富的相行为，这种相行为在体相状态下不存在。它由液晶弹性能（弯曲和展曲形变）、极性相互作用以及纯几何约束之间复杂的相互作用所主导，并包括柱状结构相对于长纳米通道轴的径向和轴向排列之间的织构转变。