藍相液晶是一種三維自組裝結(jié)構(gòu),由向列相液晶分子和手性液晶分子周期排列而成,可以被看成是一種三維的光子晶體。由于液晶分子的“軟物質(zhì)”特性,藍相液晶很容易實現(xiàn)對溫度、電、光等外界刺激的響應(yīng),因此,藍相液晶在智能器件、顯示、傳感等領(lǐng)域具有諸多潛在的應(yīng)用。然而藍相液晶也存在許多限制:藍相液晶大多數(shù)都保存在液晶盒中,液晶盒在一定程度上限制了藍相液晶的應(yīng)用;藍相液晶通常自組裝成多疇結(jié)構(gòu),反射率較低。針對藍相液晶材料的缺點,本論文主要從制備藍相液晶光子晶體薄膜出發(fā),致力于開發(fā)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高反射率的藍相液晶光子晶體材料,制備具有形狀記憶功能的藍相液晶薄膜和噴墨打印多色圖案的藍相液晶智能涂層,主要研究內(nèi)容如下:（1）提出了大疇域藍相液晶光子晶體薄膜的制備方法。這種大疇域的藍相結(jié)構(gòu)具有較高的反射率,并且能在光聚合后保持結(jié)構(gòu)不變,能夠?qū)崿F(xiàn)自支撐,擺脫了液晶盒的玻璃基板對藍相液晶的限制。所制備的藍相液晶光子晶體薄膜可以通過透射電子顯微鏡表征其微觀結(jié)構(gòu),這為進一步研究藍相液晶材料提供了方法和思路。通過在藍相液晶光子晶體薄膜中摻雜適當?shù)娜玖戏肿?首次實現(xiàn)了基于藍相液晶的雙波長激光。（2）制備了具有形狀記憶功能的藍相... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１膽甾醇苯甲酸酯的分子結(jié)構(gòu)式??

?北京科技大學博士學位論文???于層面或與層面成傾斜排列（如圖２－２ａ，?２－２ｂ所示），但分子中心在層內(nèi)無序，??分子可以在層內(nèi)前后、左右滑動，但不能在上下層間移動，從而有流動性，??但粘度很大。近晶相液晶分子排列之規(guī)整性接近晶體，具有二維有序性，是??所有的液晶中最接近晶體結(jié)構(gòu)的液晶相態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)在較低溫度區(qū)域內(nèi)。根??據(jù)層內(nèi)分子排列有序度的高低，又可分為近晶Ａ?（ＳｍＡ）相、近晶Ｂ?（ＳｍＢ）??相、近晶Ｃ?（ＳｍＣ）相、近晶Ｅ?（ＳｍＥ）相等多種形態(tài)。??ａ?ｍ?ｍ??ｉｍ??圖２－２液晶分子排列示意圖：（ａ）近晶Ａ相；（ｂ）近晶Ｃ相；（ｃ）向列相??Ｂ．向列相液晶（Ｎｅｍａｔｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｃｒｙｓｔａｌ）??向列相液晶（如圖２－２ｃ所示）是由長徑比很大的棒狀分子所組成，分子??剛性部分之間基本相互平行排列，但是其質(zhì)心位置無序，沒有長程有序性。??具有類似于普通液體的流動性，分子不排列成層，它能上下、左右、前后滑??動，只在分子長軸方向上保持互相平行或近似平行，分子間相互作用微弱，??屬范德華引力。因此，在外力作用下可以非常容易地沿此方向流動，是三種??液晶中間相中流動性最好的一種。分子長軸互相平行的自發(fā)取向過程使液晶??表現(xiàn)出高度的雙折射性，即向列相液晶又分為經(jīng)典向列相和群聚向??列相。此類型液晶的粘度小，應(yīng)答速度快，是最早被應(yīng)用的液晶，普遍使用??于液晶電視、筆記本電腦以及各類型顯示元件上。??Ｃ．膽甾相液晶（Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ?Ｌｉｑｕｉｄ?Ｃｒｙｓｔａｌ）??膽甾相液晶分子基本呈扁平形狀，依靠分子端基的相互作用彼此平行排??列成層狀結(jié)構(gòu)，在每個平面層內(nèi)分子長軸平行排列，與向列相液晶

?藍相液晶光子晶體薄膜的制備及應(yīng)用研宄???晶或非液晶手性化合物，能將膽留相轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢�，反之，在向列相液晶�??加入旋光性物質(zhì)，會形成膽留相，含不對稱中心的手性向列液晶亦呈現(xiàn)膽甾??相，這些都說明膽甾相和向列相結(jié)構(gòu)的緊密聯(lián)系。膽甾相液晶具有圓偏振光??的選擇性反射、旋光性以及圓二色性等光學特性。??ｐ??圖２－３膽甾相液晶的分子排列示意圖??（６）其他分類。根據(jù)液晶分子結(jié)構(gòu)的形狀，又可以把液晶分為棒狀液晶、??盤狀液晶、碗狀液晶和香蕉形液晶等。??２．１．３藍相液晶??液晶的藍相態(tài)是一種存在于各向同性態(tài)與膽留相之間的特殊相態(tài)，如果??我們將藍相液晶材料先加熱至各向同性態(tài)，再緩慢降溫，那么在降溫過程中??的一個很窄的溫度范圍內(nèi)，在各向同性與膽甾相之間會觀察到一個顏色各異、??多疇碎片的組織結(jié)構(gòu)相貌，這便是液晶藍相態(tài)，圖２－４為藍相在偏光顯微鏡??下看到的織構(gòu)。藍相液晶之所以被定義成藍而不是其他顏色，只是由于在最??初發(fā)現(xiàn)這種相態(tài)時觀察到反射光顏色為藍色，所以這個稱呼便被一直沿用下??來［７］。其實在偏光顯微鏡下觀察藍相液晶會有多種顏色的反射光，這與其本??身的分子排列結(jié)構(gòu)有關(guān)。??．Ｓｉ??圖２－４藍相的偏光織構(gòu)??－６?－??


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