碗形分子液晶

1888年,Reinitzer 首先发现棒形分子液晶[1]。1977年,Chandrasekhar等成功地获得了理论上已有预言[2,3] 的盘形分子液晶中介相(discitic)[4] 在棒形和盘形分子情况下,中介相的各向异性来自一维或二维分子几何形状的不对称性.另一方面,在1978年,Halperin和Nelson[5]考虑了一种二维质点分子晶格,并指出在晶体熔化成液体前可能会存在六角液晶相。质点分子是零维的,连接它们的键对应于一般传统的液晶相中的棒形分子。 严格地讲,所有分子本质上都是三维的.这里所说的分子“维数”是指描述中介相的物理模型中的“分子-的维数.换句话说,它是指能…     

液晶相与分子“维数”

液晶是奥地利生物学家 Reinitzer于 1888年在胆甾醇苯甲酸酯中首先观察到的,由德国的晶体学家Lehmann于翌年命名.“液晶”这两个字,指的是介乎液体与晶体之间的一种新的物质状态,目前在基础研究和应用方面都很重要[1].我国的液晶研究亦已有十一年历史[2]. 自液晶的发现到1977年的89年间,人们所知道的液晶都是在长形的有机分子化合物中找到的.这些分子一般有一个长而坚硬的中心部分,成板条形,在一端或两端系有柔软的尾链[3].由长形有机分子构成的液晶态(相),主要可分为向列相,胆甾相和近晶相三种(见本文第一节).这些液晶态的基本性质,大部分…     

液晶及其应用

 液晶是１８８８年由奥地利的Ｆ．Ｒｅｉｎｉｔｚｅｒ发现的．他把各向同性的胆甾醇苯酸酯晶体加热到１４５．５℃时,它熔融成为各向异性的混浊液体．继续升温到１７８．５℃,混浊液体突然变为清亮的液体．这个由混浊到清亮的过程是可逆的．这说明在各向同性的国相和各向同性的液相之间存在着一个各向异性的液态中介相．把这个各向异性的液态中介相叫做液晶相．凡是能出现液晶相的物体统称为液晶．混浊的胆甾醇苯酸酯液体就是一种液晶．由于液晶具有各向异性而且是液态,所以液晶必然是由各向异性的分子构成,而且分子倾向于定向排列．各向同性分子构成的液态是不可能出现各向异性的．液晶分子有棒形,盘形和碗形三种形状．     

液晶热图象温度检测

液晶作为较低(250℃以下)温度检测的一种材料很有应用价值.本文主要对胆甾型液晶的彩色热图象显示原理和有关应用技术,作一简单介绍. 已知的液晶都是有机化合物,它是处于固相和液相之间的一个中间相——液晶相.液晶具有液体的流动性,不能承受切应力,可形成液滴.液晶分子在液晶中无位置长程有序性,但它又具有晶体的某些特性,如分子取向有序性和宏观的折射率、介电常数、电阻率、磁化率等的各向异性.这些各向异性来自液晶分子本身的几何各向异性,有长棒形,板条形或盘形.液晶大体可分为热致液晶和溶致液晶两大类. 热致液晶大体分为丝状液晶或向…     

液晶丝——新的一维系统

液晶是指介于晶体和液体之间的一种新的物质状态.液晶的一些光学、电学和磁学性质呈各向异性,这与晶体类似.液晶不能承受切胁强,它具有液体的特征.目前所知道的液晶,其分子形状有“长形”和“盘形”两种.它们都可形成向列相和胆舀相液晶态,不同之处是前者还可形成近晶相,而后者     

中国的液晶学科

液晶早在1888年就已经被人发现.它们大部分是由长形分子构成的液体.近年来也发现了由盘形分子构成的液晶.液晶是具有晶体各向异性特征的液体.早年由于不曾找到它们的实际用途,所以只是长期作为实验室里的特殊材料来被人欣赏而没有发展.人们对液晶的性质也长期不太熟悉.到了三十     

碗形液晶的诞生

本文作者是香港大学学士、美国哥伦比亚大学博士 ,中国液晶学会的创始人之一 (1980年 ) ,国际液晶学会的创立者 (1990年 ) .液晶根据分子形状可分为棒形、盘形和碗形 .其中 ,碗形液晶是作者在中国科学院物理研究所工作期间 (1978— 1983年 )首次提出来的 ,这一篇论文发表在我们《物理》杂志上[1] .时过近 2 0年 ,我们很高兴在此刊登作者回忆这一重要科学发现的一些背景故事的译文 ,希望能对广大读者有所启发 .     

热致液晶的结构与分类

液晶是一种凝聚态物质,它的特性与结构介于晶体与各向同性液体之间,实际上是有序流体,它具有各向异性的物理性质.有时又被称作中间相或介品相. 液晶具有一定的长程取向有序,其分子按某一从优方向排列,这是其物理性质各向异性的主要原因.然而,液晶又是平移无序或部分平移无序的,因而又具有某些类似液体的性质,它可以形成液滴和具有一定的流动性.由于平移对称性的不同,液晶形成各种不同的相. 各种类型的液晶相几乎填充了从各向同性液体到晶体之间在有序性上的所有空隙.例如,向列相很接近液体,然而某些近晶相却会具有三维结构.具有立方结构的近…     

用振动光谱的频率参数研究分子结构的构象变化 Ⅰ．芳香酯液晶分子的研究

通过振动光谱的频率参数，结合构象与键级的关系，观测了芳香酯液晶分子（一种高分子液晶模型化合物）在相态变化过程中的构象结构变化。认为这种液晶化合物在由晶态到液晶态的变化过程中是从酯基与苯环呈相互垂直状态到酯基与Ａ环是共平面状态而与Ｂ环不共平面即垂直的状态。     

热致液晶分子结构和物理性质

液晶的物理参数是液晶分子宏观整体性质的反映,它和液晶分子结构密切相关.到目前为止,已合成出数千种液晶化合物.对其物理参数积累了相当数量的数据,如测定了许多液晶的介电常数、折光指数、粘度、弹性常数、有序参数等物理量.另一方面又经X射线衍射、红外、紫外、核磁共振波谱     

基于混合液晶分子动力学模拟比较液晶分子旋转黏度大小

提高液晶波前校正器的响应速度是增加液晶自适应光学系统校正带宽的关键, 而研究设计低旋转黏度的液晶分子是提高液晶波前校正器响应速度的根本方法. 利用原子水平上的分子动力学方法获得了目标分子的液相、向列相以及近晶相, 给出了理论计算液晶分子序参数以及旋转黏度的方法. 与此同时, 结合实验方法, 提出利用混合液晶分子动力学模拟来比较液晶分子旋转黏度的大小, 通过多次模拟、多起始点数据处理最大限度消除了因边界尺寸效应带来的数据波动, 最后给出了两种高性能液晶分子的具体比较结果. 这种分子动力学模拟方法能够探查分子结构细微差别对液晶相态以及旋转黏度的影响, 为设计低旋转黏度的液晶分子提供了理论支持, 必将为快速响应液晶材料的设计提供帮助.     

变温红外光谱研究表面双稳态液晶分子的相变过程

运用变温红外和样本-样本相关光谱对40～150 ℃温度区间内的表面双稳态液晶分子MHOCPOOB的相变过程中的分子构象、排布及相互作用的变化进行研究。结果表明：室温时,分子烷基链中同时存在Zigzag和Gauche两种构象。随温度升高,其中有序的Zigzag构象转化为无序的Gauche 构象,链的扭曲程度增加。刚性核部分,羰基与相邻的苯环形成共轭体系,苯环之间相互倾斜排列,在相变过程中羰基与苯环的共平面作用逐渐被打破,且在相变点苯环间的二面角明显增大。由于表面稳定化的作用,使得在液晶盒表面上的一层膜,其结构并不随温度、相结构的变化而变化,因而在液晶盒的光谱中观察到的相变点较少。通过二维光谱作者发现,在122 ℃时分子出现细微结构调整。     

液晶分子理论

本文从修改了的Kobayashi-McMillan哈密顿量出发,(1)在平均场近似下计算了长棒形液晶分子的相图;(2)计算了取向关联函数;(3)对Muta等的同系物液晶磁双折射实验结果做了分析处理,并首次给出了同系物液晶磁双折射实验的定性解释;(4)计算表观指数Δ,得到Δ=1.40;(5)提出了一种与Marcelja关于液晶奇偶效应理论不同的新解释,并首次计算了过冷温度T^*的奇偶效应。 关键词：     

液晶数字显示

一、引 言 液晶(液态晶体)是某些有机物质(目前已知的约有三千余种)在一定的温度范围内所呈现的一种中间伏态.在这种状态下,由于分子排列有特定的取向,分子运动也有特定的规律,从而产生一种奇异的现象,即表面上看来是液体(有流动性和表面张力),同时又呈现某些晶体的光学性质,例如光学各向异性、双折射、圆二向色散等.上述的一定的温度范围是每种液晶物质自己特有的参数,称为该液晶的液晶相温度.如果温度高于液晶相的上限,液晶就变成普通的透明液体,失去上述光学性质,称为各向同性液;如果温度低于液晶相的下限,液晶就变成普通晶体,失去流动性…     

液晶奇异的光学性质讲座 第二讲 胆甾相液晶的特殊光学性质

这一讲主要介绍胆甾相液晶的一些特殊光学性质.上一讲中的图1(b)已经描述了胆甾相液晶的螺旋结构,螺旋的周期称为螺距P.这类材料主要来自胆甾醇的衍生物,故因此而得名.在向列相中如果掺入一定的手征性(手征性是指分子左和右不具有镜象对称性)化合物也能获得胆甾相,所以有时也称它为手征性向列相.它具有不同于一般液晶的光学性质,如选择反射、圆二色性、强烈的旋光色散以及电光和磁光效应等. 一、胆甾相液晶的选择反射 将不及头发丝1/5直径厚的胆甾相液晶充入玻璃盒内,在白光照射时会看到液晶盒呈现非常鲜艳的彩色.从不同角度观察,它的彩色…     

苯乙烯基吡啶类液晶化合物的分子结构及相变过程的光谱研究

通过本乙烯基吡啶和不同脂肪羧酸间的氢键作用构成液晶的方法具有合成路线灵活、简便、易于变化的特点,本文通过变温红外光谱对做为质子受体的苯乙烯基吡啶粉液晶化合物的分子结构和相变过程中分子排列的变化进行了研究,结果表明在液晶分子中象羰基这样的偶极矩较大的极性基团,对分子所处的相态分子间的相互排列比较敏感。在红外光谱中羰基伸缩振动的变化可以看作是液晶分子相态转变的标志。     

液晶的历史

 液晶,是一种在一定温度范围内呈现不同于气态、液态,又不同于固态的特殊状态的物质。它既具有晶体所特有的双折射性,又具有液体的流动性。液晶最使人感兴趣的是:同一种液晶材料,在不同温度下可以处于不同的相,产生变化多端的相变现象。液晶系统分子间的作用力非常微弱,它的结构易受周围的机械应力、电磁场、温度和化学环境等变化的影响,因此在适度地控制周围的环境变化之下,液晶可以透光或反射光。由于只需很小的电场控制,因此液晶非常适合作为显示材料。从成分和呈现液晶相的物理条件来看,液晶可以分为热致液晶和溶致液晶两大类。热致液晶是指单一成分的纯化合物或均匀混合物在温度变化下出现的液晶相。     

液晶

液晶化合物和液晶态的研究虽然已有七十多年的历史,但只是1966年以后在非破坏测试,电子工业与生物医药等领域内的应用取得了重大进展之后,才引起普遍重视,使它得以很快的发展,目前世界各国都在深入地从各种方向进行研究.下面将简单介绍最近几年之中所取得的一些成就.但篇幅所限,不打算对每一项目都作深入讨论,如有需要请查阅原始资料. 一、液晶态和液晶化合物 晶体从固态变为液态的温度通常称为熔点.这种相变常在比较狭窄的温度范围内发生.从物质结构来理解这个过程,那就是从分子排列整齐并且相对位置不变(有一定结构)的晶体变成了分子排列…     

向列相液晶分子结构与黏度关系研究及BPNN-QSAR模型建立

用于光学、微波通信调谐等器件的向列相液晶材料需要具备高响应速度来实现应用需求.液晶器件响应速度与液晶的旋转黏度、液晶的双折射率等因素相关.微波器件用向列相液晶,常采用大π-电子共轭体系、大极性基团来提高液晶分子的双折射率和介电各向异性,实现宽相位调制量,也因此增大了液晶材料黏度,影响了微波器件的响应速度.本文以液晶黏度因素为主线,对本课题组设计合成的42种向列相液晶在25℃时的黏度用旋转流变仪进行测试,从液晶化合物的结构角度分析影响液晶黏度的因素.首次建立向列相液晶分子结构与黏度的BPNN-QSAR定量构效模型,模型测试组预测值跟真实值之间的相关系数q²=0.607>0.5,说明模型可用于液晶化合物的黏度性能预测,并对影响黏度性能的分子结构描述符进行了探讨.从实际应用出发结合本课题研究,设计了两个系列7个大双折射率液晶分子, BPNN模型测试黏度量度小于同类型分子,实验测试值与模型测试值相近.     

基于香蕉形液晶分子自组装的纳米螺旋丝有机凝胶及其流变特性

在香蕉形液晶分子B4相态中,非手性香蕉形液晶分子自组装形成层状结构,分子在层内倾斜,形成层手性和自发极化,并且造成层内不匹配,最终形成纳米螺旋丝.本文设计了NOBOW/十六烷混合体系,在高温时,香蕉形液晶分子溶解于十六烷,在低温时,香蕉形液晶分子自组装形成纳米螺旋丝,并最终形成三维网络,变成有机凝胶.为深入理解纳米螺旋丝有机凝胶的特性,拓展其在软物质领域的应用,本文通过流变实验对该有机凝胶的黏弹性质进行了系统研究.实验表明纳米螺旋丝有机凝胶与传统凝胶不同,纳米螺旋丝有机凝胶可以随温度变化形成凝胶-流体的可逆变化,并且通过测量NOBOW/十六烷混合体系在不同液晶分子浓度、温度、应变大小和应变速率下的流变特征,揭示了该有机凝胶的流变特性与纳米螺旋丝的性质密切相关.