Brief review of recent research on blue phase liquid crystal materials and devices

Both polymer stabilization and bent-shaped molecule doping strategies are utilized to widen the blue phase range of liquid crystals. The molecular structures of compositions are optimized for high thermo-optical and electro-optical performances. A low temperature applicable blue phase liquid crystal with suppressed hysteresis is achieved. The bistability of one blue phase liquid crystal is investigated. Based on these materials, fast tunable devices such as gratings with polarization insensitivity are designed and fabricated. The materials and device designs demonstrated here are suitable in wide applications requiring fast response time.     

薄层色谱法在三氯蔗糖合成控制中的应用

本文采用薄层层析法对三氯蔗糖合成过程中所涉及的反应物进行分离分析，通过洗择优化展开体系，有效地分离了蔗糖及其酯类衍生物，并实现了蔗糖乙酸酯同分异构体的分离，较为直观地指示了反应进程。     

噁二唑类弯曲形液晶分子的合成

设计并完成了3个系列弯曲形液晶分子2,5-二(4-羟基苯基)-1,3,4-噁二唑类(ODBP)衍生物的合成工作。经差示扫描量热仪(DSC)和偏光熔点测定仪测定,对称型三环醚类噁二唑系列化合物没有液晶性能;对称型五环酯类噁二唑系列化合物出现双轴向列相,相区较宽(29～54℃),但清亮点均在200℃以上;含氟原子或氰基为端基的不对称型五环酯类噁二唑系列化合物的清亮点都在270℃以上,失去双轴向列相。     

含希夫碱基团的不对称弯曲型液晶分子的合成和相变研究

以3-氨基-2-甲基苯甲酸为原料,合成了含希夫碱基团的5个不对称弯曲型液晶分子,通过1HNMR、HRMS测试手段对其结构进行了表征,采用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜等方法研究了它们的液晶性和相变温度,发现不仅相变温度随着分子苯环数的下降而下降,其液晶相的稳定性也随着苯环数的下降而下降,含有5个苯环的化合物呈现多个近晶相和向列相,含4个苯环的化合物则只有一个近晶相和向列相,而3个环的化合物仅在降温的过程中呈现近晶相。     

Micro-patterned liquid crystal Pancharatnam-Berry axilens

A liquid crystal Pancharatnam–Berry(PB) axilens is proposed and fabricated via a digital micro-mirrordevice-based photo-patterning system. The polarization-dependent device behaves as an axilens for a lefthanded circularly polarized incident beam, for which an optical ring is focused with a long focal depth in the transverse direction at the output, and an anti-axilens for a right-handed circularly polarized incident beam,for which an optical ring gradually expands at the output. The modification of the size and the sharpness of the diffracted ring beam is demonstrated by encoding a positive(negative) PB lens term into the director expression of a PB(anti-)axicon.     

噻二唑类弯曲型液晶分子的合成和性能研究

合成了两个系列以1,3,4-噻二唑为中心基团的弯曲型分子,结合偏光显微熔点仪(POM)观察和差示量热扫描法(DSC)研究了它们的液晶性能。研究发现,这两类弯曲型分子都会出现N相。其中,对称型五环酯类噻二唑弯曲型分子的熔点都较高,清亮点均超过360℃;含烯丙基非对称噻二唑类弯曲型分子熔点和清亮点温度大幅度降低,N相的温区较宽,以庚基为端基链的弯曲型分子出现N相的温度区间超过120℃。     

偶氮分子掺杂对蓝相液晶选择性反射波长的影响

偶氮基团(—N=N—)在适当波长光的照射下,会发生可逆的顺反异构反应,这一反应中偶氮分子构型上的变化会影响到蓝相液晶中脆弱的晶格结构,并造成晶格参数的变化,进而影响到选择性反射波长的变化,甚至有时会造成蓝相相态的消失。文章合成并将几种偶氮化合物掺入手性向列相液晶中,再变温至BPI,对比了这几种偶氮化合物对蓝相液晶选择性反射波长的影响,从而得出更有实际使用价值的偶氮分子,在此基础上还从分子结构角度分析了产生差异的原因,为进一步的改进工作提供了方向。     

蓝相液晶指向有序的定域化及微结构制备

蓝相液晶晶格指向有序性的体系构建对先进光子学应用乃至软物质三维可控生长具有重要的科学与技术意义.对指向有序性的蓝相液晶进行定域化的高分子稳定,进而形成蓝相区域的微结构图案化,有望实现全新的光子调控器件.本文使用稳定性好、操作简易、普遍的摩擦取向方法,达到蓝相晶格指向一致化目的,同时结合掩膜曝光的手段进行区域可控的光聚合,即定域光聚合,达到对蓝相晶格的定域化高分子稳定,实现了晶格指向有序、稳定性强的蓝相区域微结构图案化分布.最后基于这样的特殊结构,研究了潜在的光子学等方面的应用.     

NaBH4/Lewis酸体系室温下还原反式环己基羧酸及酯的反应

4-烷基取代的反式环己基甲醇是在TFT-LCD中被广泛应用的乙基桥键类液晶的重要中间体,通常是由锂铝氢还原相应的反式环己基羧酸而得。文章尝试以硼氢化钠和路易斯酸组合作为还原剂体系,摸索了路易斯酸的种类及其与硼氢化钠的配比用量和所用溶剂等反应条件。发现在室温下,以乙二醇二甲醚(DME)做溶剂时,AlCl3、ZnCl2以及TiCl4这3个路易斯酸中TiCl4的反应效果最好;通过比较得出反应物与四氯化钛和硼氢化钠之间的最佳摩尔比例为1∶0.73∶2.2。用硼氢化钠和四氯化钛的还原体系在上述反应条件下即可将对位取代的反式环己基羧酸或酯还原为相应的反式环己基甲醇,收率为77%～95%。     

无配体Pd(Ⅱ)-催化的Suzuki交叉偶联反应中自身偶联的抑制

PdCl₂/i-PrOH体系能够高效地催化卤代芳烃与芳基硼酸的交叉偶联反应，高收率地得到交叉偶联的产物(80-99%)，并且能有效地抑制芳基硼酸的自身偶联反应。