胆甾相液晶结构色的光调控

胆甾相液晶是一类具有周期性螺旋超结构的软光子晶体,能够选择性地反射不同波长的光产生结构色.在向列相液晶中掺杂光响应手性分子是制备光响应胆甾相液晶的普遍方法.在外界光源的刺激下,光响应手性分子的空间结构改变,诱导螺旋超结构的螺距发生变化,从而调控胆甾相液晶的结构色,因此光响应胆甾相液晶在滤光器、传感器、可调光学激光器和动态显示等领域具有广阔的应用前景.总结了不同光响应手性分子构筑的胆甾相液晶体系,分析了手性分子结构设计对胆甾相液晶结构色调控的影响,最终讨论了光响应胆甾相液晶目前面临的挑战以及未来的发展方向.     

具有双螺旋结构胆甾相液晶聚合物复合材料研究进展

胆甾相液晶(Ch-LC)的特征螺旋结构使其具有选择性反射和圆二向色性的光学性质,其反射强度被限制在自然光(非偏振光)的50%。若Ch-LC聚合物复合体系中同时具有左右双螺旋结构,那么Ch-LC的反射强度将超过非偏振光50%的上限,从而可制备具有高反射通量的Ch-LC薄膜。具备这种特性的反射器件在无偏振片反射式显示器和需要智能控制太阳光的建筑、汽车、温室等领域具有潜在的应用前景。本文结合作者在该领域的研究工作,综述了近年来可同时反射左右旋圆偏振光的胆甾相液晶聚合物薄膜材料研究进展,并对该类材料未来的发展提出了展望。     

磁场对乙基纤维素胆甾型液晶相的影响

高分子胆甾型液晶相是一个在高分子和液晶领域都引起广泛兴趣的课题,不仅因为自然界中的多种生物大分子,如纤维素,多肽,DNA等可以形成胆甾型液晶相;而且由于胆甾相具有特殊的螺旋结构(如图1所示),能产生一些特殊的光学性能,如强烈的旋光性,圆二色性和选择性反射光性能等;并带来相应的应用,正是由于高分子胆甾相材料的性能和应用,使得高分子胆甾相液晶的相态转变和结构变化也一直倍受关注。     

胆甾相液晶螺旋方向的光调控

光响应胆甾相液晶是一类在光刺激下通过改变液晶分子排列调控光学特性的智能“软”光子晶体材料,其分子自组装形成周期性螺旋结构,选择性地反射与自身螺旋方向相同的圆偏振光。近年来,利用光刺激诱导胆甾相液晶在左手螺旋和右手螺旋之间发生螺旋翻转的研究引起了广泛关注。胆甾相液晶的螺旋翻转能够改变反射光的圆偏振特性,有望拓展光子晶体材料在可调节滤光器、防伪与加密技术、圆偏振激光器、三维显示等领域的潜在应用。本综述重点关注光响应胆甾相液晶螺旋翻转的研究进展;总结了调控胆甾相液晶螺旋方向的两种主要策略：(1)直接引入螺旋性可逆转变的光响应手性分子开关,(2)利用光响应手性分子开关和与之螺旋性相反的手性掺杂剂之间的手性竞争;分析了分子空间构型转变对调控螺旋翻转程度的影响;并讨论了不同材料体系面临的挑战以及未来的发展方向。     

具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜材料的研究

采用两步聚合法得到了具有宽波反射特性的固体胆甾相液晶薄膜,首先通过聚合物稳定胆甾相液晶制备了螺旋结构的高分子网络,然后灌入具有不同螺距的可聚合的胆甾相小分子液晶单体混合物,经紫外光照射聚合后获得了能够反射可见光区(450～780 nm)覆盖红蓝绿三色光的胆甾相液晶固体薄膜.扫描电镜测试结果表明,胆甾相液晶固体薄膜的断面...     

基于胆甾相液晶的可调制光子晶体

将胆甾相液晶填充进胶体晶体内部空隙, 通过胆甾相液晶与胶体晶体的耦合, 构建了一种新型可调制液晶光子晶体. 填充于胶体晶体内部的胆甾相液晶织构呈现典型的手性近晶相(S)特征. 由于胆甾相液晶具有特定的选择性反射, 当胶体晶体的带隙处于胆甾相液晶的反射波长范围之内, 则随着温度的改变, 胶体晶体的带隙与胆甾相液晶的带隙同时发生蓝移. 在一定温度条件下, 胆甾相液晶的带隙将与胶体晶体的带隙发生耦合, 实现了光子晶体带隙在单峰与双峰之间的可逆切换.     

显示用的液晶材料

液晶不同于一般的气体、液体、固体,是介于液体与晶体之间的一种介晶状态。当这种物质被加热熔解后,得到混浊液体,这种混浊液体具有晶体的光学性质,再加热到一定温度以后,就变成透明的液体,具有这种特性的物质称之为液晶。根据液晶的不同状态,可分为近晶相、向列相、胆甾相三种。近晶相的外观是混浊而有粘性。向列相虽是混浊,但有流动性,将其置于玻璃板上,用正交的偏振光板观察,可见到线状网纹。胆甾相从外观上也是混浊而有流动性。这三种状态(近晶相、向列相、胆甾相)在分子排列方面是不同的。其分子排列模型及分子结构举例见图1。近晶相:由棒状或片状分子组成,分子排列成层,     

聚合物稳定液晶材料研究进展

聚合物稳定液晶材料在显示传感、温度调控、智能材料等方面表现出优异性能,成为液晶材料领域的研究热点.针对向列相液晶、胆甾相液晶、铁电相液晶、蓝相液晶和其他相态液晶,分别介绍了聚合物网络在不同相态液晶中的作用,阐述了不同聚合物稳定液晶材料的特点及光学性能,综述了聚合物稳定液晶材料的研究进展,并指出了聚合物稳定液晶材料面临的...     

新型手性液晶单体、交联剂及其弹性体的合成与表征

报道了一种含薄荷基的手性单体(MLC)、液晶交联剂(CA)及胆甾弹性体(LCE),采用FT-IR与1 H-NMR等手段表征了它们的化学结构,液晶的热性能与光学织构采用DSC、TGA、POM等仪器进行测试研究。结果表明:单体MLC呈现手性近晶C相的破碎扇形织构及胆甾相的油丝织构和焦锥织构,交联剂CA在升降温过程中均呈现典型的近晶A相的扇形织构和向列相的线状织构,而弹性体LCE呈现胆甾相的Grandjean彩色织构,为互变热致液晶聚合物,此外,轻度的化学交联并没有显著影响弹性体的液晶性质,其对应的玻璃化温度和清亮点分别是10.5℃和176.2℃。TGA表明液晶弹性体具有良好的热稳定性,热分解温度为339℃。     

聚对苯撑对苯二甲酰胺液晶的相态转变

本工作以H(?)ppler流变粘度计、退偏振光法及小角激光光散射法研究了聚对苯撑对苯二甲酰胺的浓硫酸溶液在不同浓度和温度下的粘性行为、光学性质和区域结构的变化,发现聚对苯撑对苯二甲酰胺的各向异性溶液在不同温度下呈现向列型液晶和胆甾型液晶特征,说明芳香聚酰胺的液晶体系与小分子液晶相类似,也具有多种中介相的转变现象。这里的中介相转变是由向列型转变为胆甾型,但不是直接的同时是一个单变性的相转变过程。     

纤维素共混型液晶的光学性能与结构

利用紫外-可见分光光度计, X射线衍射仪与偏光显微镜研究了乙基纤维素(EC)与羟丙基纤维素(HPC)共混型胆甾液晶. 研究发现: 质量百分浓度相同时, 共混纤维素胆甾型液晶的最大反射波长与螺距随着共混物中HPC含量的增加而增大. XRD实验结果表明共混型纤维素液晶螺距增大与液晶体系中分子层间的距离增大相关. 可以利用该现象来调控纤维素胆甾型液晶的光学性能与螺距.     

液晶自组装多层级结构及其应用

液晶的分层组装与刺激响应特性使其在先进功能材料的开发与应用领域具有独特的优势.通过特定的技术手段诱导其自组装行为,可带来新奇的光学、机械、电磁等性能,进而实现一系列全新的技术应用.本文主要针对近晶相、胆甾相、蓝相这三种特殊的液晶相态,系统介绍了多形态焦锥畴结构,分层油纹,螺旋结构,双螺旋扭曲柱立方晶格等多层级结构,重点论述了材料组分优化,几何结构限制以及外场激励等条件下液晶多层级结构的大面积精细操控,回顾了其在粒子操控、表面改性、光子技术等领域的相关技术应用,并总结展望了液晶组装技术与应用的发展前景.     

纤维素胆甾型液晶研究进展

主要介绍了近年来在纤维素胆甾型液晶领域的研究进展,包括其制备：形成机理、织构特性及其影响因素等方面。     

乙基氰乙基纤维素／聚丙烯酸复合物及大分子胆甾型液晶相的形态结构特征

对乙基氰乙基纤维素／丙烯酸胆甾型液晶溶液的液晶性，液晶态的织构特征，丙烯酸在液晶溶液中的聚合反应及在反应过程中胆甾型液晶相结构和性能的变化等方面进行了研究，     

侧链胆甾液晶聚合物及弹性体的液晶性能研究

把胆甾液晶单体 4 烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯 (Mch)分别和向列液晶单体 4 烯丙氧基苯甲酰氧基 4′ 甲氧基苯 (Mn) ,向列液晶交联剂 2 叔丁基对苯二酚双 [4 (6 丙烯酰氧基己氧基 )苯甲酸酯 ](Mnc)接枝到聚硅氧烷链上 ,得到系列侧链液晶聚合物Pn 系列和液晶弹性体Pe 系列 .通过热分析、偏光显微分析和X 射线分析等手段分别研究了向列液晶单体和向列液晶交联剂对含同一胆甾液晶基元聚合物的影响 .结果表明 ,向列液晶单体的摩尔百分比在 80 %以下 ,液晶聚合物Pn 系列为胆甾型液晶 ,在研究的范围内 ,液晶弹性体Pe 系列也为胆甾型液晶 ,Pn 系列和Pe 系列都具有较宽的液晶相范围 ,热分解温度均在 2 80℃以上 .     

有机硅侧链液晶研究进展

综述了国内外有机硅侧链液晶近年来的研究进展，对近晶型、席夫碱型、向列型、胆甾型、偶氮苯型、鱼骨型以及光学非线性型几种主要类型的有机硅侧链液晶进行了详细介绍，并对近年来受到重视的有机硅侧链液晶电流性和离聚物研究进展作了较全面的总结，最后对其应用前景进行了展望。     

乙基氰乙基纤维素/聚丙烯酸彩色复合物膜的研究

乙基氰乙基纤维素／丙烯酸在一定的浓度范围内形成具有鲜艳色彩的胆甾型液晶体系。液晶溶液中的丙烯酸经聚合后，可以得到保持有胆甾相结构的彩色的乙基氰乙基纤维素／聚丙烯酸复合物膜。氰乙基取代度分布的宽度影响到液晶溶液和复合物膜中胆甾相反射可见光的能力和选择性。彩色的复合物膜具有较高的热稳定性，在100℃以下其色彩不随温度而改变。加入交联剂可以得到交联的彩色复合物膜，该复合物膜具有较好的耐水性。交联的复合物膜吸水后，其彩色向红色方向移动。除去水分后，又可回复到原来的色彩。未交联的复合物膜在吸水以后，表面被破坏，颜色消失。     

纤维素及其衍生物液晶研究新进展

本文全面地综述了纤维素及其衍生物溶致性液晶和热致性液晶的形成, 液晶性与大分子链结构, 以及具有胆甾型液晶相结构的纤维素衍生物复合材料等方面的最新研究进展。     

聚甲基丙烯酸胆甾醇酯共聚物的合成、结构与性能研究 Ⅳ.PMACE的相态转变及光学性质

Finkelmann和等人对侧链胆甾型高分子液晶的研究表明,将具有液晶功能的低分子基团,经过一个软段连接到柔性高分子主链上的梳型高分子在一定的温度下可以形成液晶态,调节侧链高分子液晶的分子结构、软段长度,可以改变其相态转变温度及微区形态。前已报导具有不同侧链结构的聚甲基丙烯酸胆甾醇酯共聚物的合成、相态转变及光学性质,本文通过对聚甲基丙烯酸胆甾醇乙烯酯共聚物(PMACE)的液晶态及结晶态的微细结构及相态转变与胆甾侧链含量关系的研究,给出了液晶态的形成条件及结构特征。     

甲壳素类液晶高分子的研究--用CD谱研究N-邻苯二甲酰化壳聚糖溶致胆甾相的形成临界浓度

N邻苯二甲酰化壳聚糖在多种常见有机溶剂中能形成胆甾液晶相.用圆偏光二向色性谱(CD)研究了N邻苯二甲酰化壳聚糖的DMF、DMSO、DMAC和吡啶4种溶剂体系,在形成溶致胆甾液晶相前后的手性变化信息.CD谱图上观测到两类吸收,即在400nm附近较宽的吸收和330nm附近较尖锐的吸收.前者归属于胆甾相层片的超分子螺旋构象,而后者可以归属于分子链的螺旋构象.圆偏光二向色性可以作为测量胆甾液晶临界浓度的一种手段,它能捕捉到胆甾螺旋层片出现那一瞬间的浓度,以CD谱上在波长400nm左右刚出现肩峰的浓度为临界浓度,其值均比偏光显微镜法低1%,说明其灵敏度比偏光显微镜法高,且避免了偏光显微镜法的某种主观性.分别用两种方法旋转玻片进行CD测试,结果证明线性二向色性分量和双折射分量对胆甾层片螺旋的CD信号强度没有大的影响.