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液晶高分子材料的现状及研究进展
质量有保证
液晶高分子材料是一种新型材料，具有独特的平面可滲透性、熱敏性、光敏性、可輸送性等特性，在工程、產品和新技术研究中，具有重要的意義。
目前，液晶高分子材料的研究已经有了很大的发展，受到了众多研究
者的关注。
首先，在合成研究领域，目前已经开发出了大量的液晶高分子材料，
其广泛应用于航空、电子、医疗、军事等领域。
其中，经典的液晶高分子
材料包括聚酰胺、萘酚、苯醚等；而具有分子内双键旋转能的功能性液晶
高分子材料包括低熔点聚合物、热稳性聚合物、动态交联聚合物等。
同时，多种新型液晶高分子材料也在不断地发展之中，其中包括碳纳米管（CNT）、超支化聚合物（PSP）、有机锂离子聚合物（OLP）等。
其次，在性能调控研究领域，液晶高分子材料具有优异的机械性能，
可以抗冲击、抗腐蚀、抗拉伸，属于特种润滑材料；且还可以调控材料的
结晶度、凝胶度、熔融度，以及可控制自组装、自结晶、自熔胶等特性，
以及可调控的热稳定性、光稳定性等。
另外，还可以调控液晶高分子材料
的磁性，使其在电磁场中具有良好的响应性。
液晶材料的合成与应用研究报告研究报告摘要：本研究报告旨在探讨液晶材料的合成与应用。
首先，我们对液晶材料的基本概念进行了介绍，并阐述了液晶材料在电子显示技术、光学器件和生物医学领域的应用。
接着，我们详细讨论了液晶材料的合成方法，包括有机合成和无机合成两种主要方式。
在有机合成方面，我们介绍了常见的液晶材料合成路线和策略，如嵌段共聚物法、液晶单体合成和手性液晶材料合成等。
在无机合成方面，我们探讨了液晶材料的无机纳米颗粒合成方法和表面修饰技术。
最后，我们总结了目前液晶材料合成与应用的研究现状，并展望了未来的发展方向。
1. 引言液晶材料是一类特殊的有机或无机材料，具有在一定温度范围内表现出液晶相的特性。
液晶材料的研究和应用已经广泛涉及到电子显示技术、光学器件和生物医学等领域。
因此，深入研究液晶材料的合成方法和应用具有重要意义。
2. 液晶材料的合成方法2.1 有机合成有机合成是液晶材料合成的主要方法之一。
常见的有机合成策略包括嵌段共聚物法、液晶单体合成和手性液晶材料合成等。
嵌段共聚物法通过合成不同亲疏水性的分子段，使得材料在一定温度范围内表现出液晶相。
液晶单体合成是通过有机合成方法合成具有液晶性质的单体，然后通过聚合反应形成液晶聚合物。
手性液晶材料合成则是通过引入手性基团，使得材料表现出手性液晶相。
2.2 无机合成无机合成是液晶材料合成的另一种重要方法。
液晶材料的无机纳米颗粒合成方法主要包括溶胶-凝胶法、热分解法和水热合成法等。
这些方法通过控制反应条件和添加不同的表面活性剂，可以合成出具有液晶性质的无机纳米颗粒。
此外，表面修饰技术也是无机液晶材料合成的重要环节，通过在无机纳米颗粒表面修饰功能性基团，可以调控其液晶性质和应用性能。
3. 液晶材料的应用研究液晶材料在电子显示技术、光学器件和生物医学等领域具有广泛的应用。
在电子显示技术方面，液晶材料被广泛应用于液晶显示器、液晶电视和液晶投影仪等设备中，其优良的光学性能和可调控性能使得这些设备具有高分辨率、低功耗和快速响应的特点。
新型液晶材料的研究与发展液晶材料是一种介于晶体和液体之间的物质，具有许多独特的物理和化学性质。
它们广泛应用于各种显示技术、光通信和光电子学领域。
但是，随着科技和市场需求的不断发展，人们对新型液晶材料的研究和开发的兴趣也越来越浓厚。
本文将介绍液晶材料的基本原理，以及最近几年来对新型液晶材料的研究和发展的进展。
上世纪60年代后期，液晶材料开始被应用于液晶显示器的研究和开发。
它们之所以能够成为显示器的关键材料，是因为它们可以通过改变分子的排列方式来控制光的传输和反射。
液晶材料有丰富的相态，包括向列、垂直列、扭曲向列、旋转向列、融合等，每一种相态都有着不同的物理性质和应用。
例如，向列相是最基础的液晶相，两个平行面的液晶分子长轴沿同一方向排列。
在此基础上，旋转向列相和扭曲向列相可以控制光的旋转和偏振方向，以达到显示不同色彩和图片的效果。
然而，传统的液晶材料只能显示有限的颜色，且响应速度慢、视角有限、不适用于双稳态材料等问题限制了它们在某些领域的应用。
因此需要新的液晶材料的研究和开发。
另外，由于国际市场竞争的加剧，研究人员亟需寻找一种更便宜、更环保的新型液晶材料。
最近几年，对基于新型液晶材料的研究和开发取得了显著的进展。
其中之一是基于共轭聚合物（CP）的液晶材料。
共轭聚合物由多个芳香族单元（如苯、噻吩等）结构经过交叉共价持久地连接在一起，具有导电性和光学性质。
由于这些独特的性质，CP可以作为液晶分子中的侧链或核心单元，在液晶相的形成中发挥重要作用。
此外，CP液晶材料也具有优异的光电性能和稳定性，因此可在高温、高湿等恶劣条件下稳定工作。
除CP液晶材料外，还有其他新型液晶材料值得关注。
例如，螺旋液晶材料（SLC）可以根据电场的作用改变分子螺旋角度和方向，实现高速响应的液晶显示。
其他新型液晶分子，如锂离子液晶、核壳结构液晶、共轭液晶、荧光液晶等也受到了科研人员的关注。
但是，新型液晶材料的研究和开发仍面临许多挑战。
新型液晶材料的制备及其应用研究随着科技的不断发展，液晶显示技术已经成为了现代显示技术中的一种主流，其应用广泛，市场需求量大。
然而，传统的液晶材料存在着诸多问题，例如能耗较高、颜色鲜艳度不足等。
为了解决这些问题，研究人员不断地探索新型液晶材料的制备及其应用。
本文将从材料制备、性能表征以及应用实践三个方面来介绍新型液晶材料的相关研究进展。
一、材料制备目前，有关新型液晶材料的制备研究已经涉及到了多个方面。
其中，最为常见的方法便是分子设计的思路。
该方法通过对分子的组成结构以及对分子空间构型的控制，从而实现液晶材料的制备。
此外，还有一些研究者采用传统的化学合成方法来实现材料的制备。
例如，氨基酸是一类含有胺基和羧基的有机化合物，在一定的条件下，它们能够形成液晶相。
有些研究者就是通过合成含有氨基酸的化合物来制备液晶材料的。
与此同时，还有一些研究者采用基于生物方法的合成技术。
例如，蛋白质是一类含有多种氨基酸的生物大分子。
有些研究者就是通过将蛋白质与其他化合物结合，从而制备出了新型的液晶材料。
二、性能表征对于新型液晶材料的性能表征，主要有以下一些方面：1.温度响应性能：液晶材料的质量特征之一便是其温度响应性能。
新型液晶材料通常表现出了更加优异的温度响应性能，这是由于其分子设计和合成工艺的优化所致。
2.光学特性：光学特性包括折射率、吸收率、透过率和色散性能等。
与传统液晶材料相比，新型液晶材料通常表现出了更加优异的光学特性，这为其在某些特定的应用场景下提供了更好的特性保障。
3.分子结构：分子结构是液晶材料中最基本的一个特征。
新型液晶材料的分子结构通常比传统液晶材料更为复杂，更为有序，这有利于其在应用过程中发挥更好的性能。
三、应用实践新型液晶材料的应用场景较广，下面将从三个方面来介绍其应用实践：1.电视：液晶电视是目前应用最广泛的液晶产品之一。
新型液晶材料的应用能够提高电视的成像质量，使其进行更好的显示效果。
2.智能手机：智能手机在现代社会中已经成为人们生活中必不可少的物品之一。
无机液晶材料的制备与应用无机液晶材料在现代科技领域中扮演着重要的角色，其独特的物理和化学性质使其在显示技术、传感器、光电器件等方面具有广泛的应用前景。
本文将从无机液晶材料的制备方法、其在显示技术和光电器件中的应用等方面展开论述，探讨其制备与应用的关键技术和前景。
一、无机液晶材料的制备方法无机液晶材料的制备是实现其应用的前提。
常见的无机液晶材料制备方法包括溶液法、熔融法、气相沉积法等。
溶液法是最常用的制备方法之一，通过溶液中溶解无机液晶材料的前体物质，再通过溶剂挥发或加热等方式得到无机液晶材料。
熔融法则是将原料物质直接加热至熔融状态，再通过冷却凝固得到无机液晶材料。
气相沉积法则是通过气相反应将无机材料沉积在基底上。
二、无机液晶材料在显示技术中的应用1. 液晶显示器无机液晶材料在液晶显示器中有着广泛的应用。
液晶显示器是由无机液晶材料组成的，利用电场效应来调节其透明度，从而实现信息的显示。
这种显示技术具有能耗低、反应速度快的特点，广泛应用于电视、电脑显示器等设备。
2. 光电调制器光电调制器是利用无机液晶材料的光电特性来实现光场的调节控制。
通过改变无机液晶材料的电场条件，可以调节入射光的强度、偏振态和相位，从而实现光的调制和控制，为光通信、光信息处理等领域提供了关键的技术支持。
三、无机液晶材料在光电器件中的应用1. 光电传感器无机液晶材料作为光电传感器的关键材料，能够将光信号转换为电信号，实现信号的感知和检测。
无机液晶材料具有高灵敏度、宽波长范围和快速响应等特点，可应用于光学仪器、生物医学和环境监测等领域。
2. 光电存储器无机液晶材料在光电存储器中起到存储和读取光信号的作用。
通过改变无机液晶材料的各种物理参数，如电场、温度、光照强度等，可以实现光信号的存储和读取，具有较高的存储密度和读写速度，可应用于光存储器件、光存储器等方面。
四、无机液晶材料制备与应用的前景随着科技的不断发展和进步，无机液晶材料的制备与应用前景十分广阔。
液晶高分子材料的现状及研究进展液晶高分子材料是一种具有高度有序排列结构的材料，具有优异的光电特性和可调节的物理性质。
随着科技的发展，液晶高分子材料在显示技术、光电器件、生物传感器等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍液晶高分子材料的现状和研究进展。
液晶高分子材料是一类由有机高分子构成的液晶材料。
液晶材料的特点在于其分子在不同的外界条件下可以形成有序排列的液晶相，包括向列相、列相、螺旋列相等。
这种有序结构赋予了液晶材料独特的光学和电学性质，使其在光电显示、光电器件和电子器件中有着重要的应用。
在光电显示技术中，液晶高分子材料广泛应用于平面显示器、液晶电视和手机屏幕。
目前，常用的液晶高分子材料主要有主链型和侧链型液晶高分子。
主链型液晶高分子是指液晶基团直接连接在高分子主链上的材料，具有较高的机械强度和热稳定性，适用于制备高分辨率的显示器。
侧链型液晶高分子是指液晶基团连接在高分子侧链上的材料，具有较好的液晶性能和可调节性质，适用于灵活显示器和可弯曲显示器。
近年来，液晶高分子材料的研究重点主要集中在以下几个方面：首先，研究人员致力于开发新型的主链型液晶高分子材料。
新型的主链型液晶高分子材料具有更高的性能和更好的耐候性，能够满足高清晰度和高亮度显示的要求。
例如，成功合成了一种高折射率的主链型液晶高分子材料，可用于制备高折射率的透明膜材料，提高显示器的亮度和对比度。
其次，研究人员还致力于改善液晶高分子材料的电光特性。
电光特性是指液晶高分子材料在外加电场作用下的响应能力，包括响应速度、对比度和视角依赖性等。
为了提高这些性能，研究人员进行了大量的工作，如改善高分子链的柔性，优化液晶基团的结构和选择适当的外加电场条件等。
另外，液晶高分子材料在光电器件领域的应用也得到了广泛探讨。
光电器件包括有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池和光致变色材料等。
液晶高分子材料具有较高的载流子迁移率和较好的电致变色特性，可以应用于高性能的光电器件中。
液晶材料的制备和性能研究随着科技的不断进步和人们对高品质生活的需求不断增加，各种高科技产品和新型材料的应用越来越广泛，其中液晶材料是一种应用非常广泛的材料。
液晶材料有着独特的性质和特点，被广泛用于显示技术、光电子技术、生物医学等领域。
液晶材料的制备和性能研究一直是材料科学领域的研究热点和难点之一，本文将从制备和性能两个方面探讨液晶材料的研究现状和未来发展方向。
一、液晶材料的制备液晶材料的制备主要包括有机合成法、物理制备法和溶剂法等多种方法。
其中最常用的是有机合成法，该方法的优势在于可以通过改变合成条件来制备不同特性的液晶材料。
有机合成法的原理是利用有机合成反应的可控性来制备具有特定结构的分子，在这些分子中引入长而柔性的侧链或主链，使其具有液晶性质。
有机合成物质的合成需要在特定的反应条件下进行，例如温度、反应时间、反应物摩尔比、溶剂、催化剂等都会直接影响液晶材料的产生。
因此，有机合成法的制备难度较大，需要较高的合成技术和设备条件。
在物理制备法中，最常用的是共混法、混合物沉淀法、旋转镀膜法和共轭聚合物法。
其中最常用的是共混法，该方法的原理是将两种以上的液晶物质混合，产生新的液晶混合物。
这种方法可通过调整组分比例来改变液晶混合物的性质。
溶剂法是以有机或无机物质为溶剂，将前驱体溶解于其中来制备液晶材料。
该方法简单快捷，但由于溶剂的性质和组成可能会影响液晶材料的化学性质，因此溶剂的选择和纯度都需要严格把控。
液晶材料的制备对于其性能的发挥至关重要，未来的研究方向应该着眼于提高合成技术和设备条件，以及优化制备方法，提高液晶材料的性能和应用范围。
二、液晶材料的性能研究液晶材料的性能研究是液晶材料研究的重要组成部分。
液晶材料的性能研究主要包括液晶相态、手性和其电光性能等方面。
液晶相态是液晶材料的一种独特的物态。
液晶相态分为众多种类，并且每种液晶相态有其特定的类型和特性。
文献研究显示，液晶材料的液晶相态与材料的物理化学性质密切相关。
新型液晶材料的研究与应用近年来，随着科技的发展，液晶显示技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
各种类型的电子设备中，液晶显示屏已经越来越普及，这离不开新型液晶材料的研究和应用。
本文将介绍新型液晶材料的研究和应用背景、研究现状以及未来发展方向。
一、新型液晶材料的研究和应用背景液晶（Liquid Crystal）是介于固体和液体之间的物质，具有介于晶体和液体的特殊光学性质，使其能够用于显示技术。
液晶材料一直是液晶显示技术中的关键部分，液晶显示技术的进步离不开新型液晶材料的研究和应用。
传统的液晶材料一般采用碳氢化合物，这种材料存在一些问题：首先，由于它们是有机化合物，因此它们可能在高温下失去稳定性；其次，它们也容易分解，从而导致相应的电子设备的寿命缩短。
这些问题的存在，激发了研究人员探索新型液晶材料的方法，并且已经取得了一定的进展。
二、新型液晶材料的研究现状1.氧化物液晶材料氧化物液晶具有高高的透明度和较大的电容量，可以大幅提高电子设备的性能。
这些氧化物液晶材料通常由掺杂铕、铽、钇或镧等元素的锰氧化物和锂氧化物等组成。
这种材料的作用是，在外部电场作用下形成一个液晶相，使其显示更加清晰。
2.二维液晶材料二维液晶材料是一种具有特殊的液晶形态的材料，由于其分子排列的特殊性质，具有许多优秀的光学性质，比如更深色、更饱和的颜色和更高的对比度。
这些特性可以被应用于更清晰、更生动的显示。
3.金属-有机骨架液晶材料金属-有机骨架液晶材料是由金属离子和有机物质形成的晶体结构，在这种材料中，有机分子和金属形成的骨架之间存在着液晶相位，这种液晶相位极为稳定，不易失效，从而使得生成的显示设备更加稳定。
三、未来发展方向随着新型液晶材料研究的深入，其应用领域也在不断拓展和扩大。
未来，新型液晶材料的研究应该朝着以下几个方向发展：1. 研究更加稳定、易于制备、易于加工和更高性能的液晶材料，进一步拓展液晶材料的应用领域。
2. 针对液晶显示技术的未来发展方向，探索新技术、新材料，加快液晶显示技术的更新换代。
液晶材料的研究现状和进展在近几十年的科技发展中，液晶材料的应用越来越广泛。
比如电子产品如手机、电视，医疗领域如制作超声探头等，均需要用到液晶材料。
所以液晶材料的研究一直是人们关注的热点问题。
本文将介绍液晶材料研究的现状和进展。
一、液晶材料的分类液晶材料按照形态和性质分类，可以分为柔性液晶、硬性液晶、聚合液晶、封离液晶、蓝相液晶等。
其中，柔性液晶是指分子中含有柔性基团，在外力作用下可以发生很大变形的液晶，常用作柔性显示器件；硬性液晶是指分子中含有硬性基团，在外力作用下，变形极小的液晶，常用于制作LCD等硬性器件；聚合液晶通常是指聚合物中含有液晶性质的阴离子和阳离子，常用来制作高分子液晶材料；封离液晶，是指在另外一种分子的基础上，通过化学反应合成的液晶，适用于反应型液晶；蓝相液晶可以看做高级液晶，具有全固态、低反弹等优点，常用于3D显示器的制作。
二、液晶材料的研究进展液晶材料是一个高度复杂的研究方向，近年来，液晶材料的研究进展主要体现在以下几个方面。
1. 液晶材料电化学调控电化学调控是液晶领域重要的研究方向。
可以通过电化学外界电场控制下液晶分子的排列状态，实现对液晶性质的调控。
具体来说，可以通过将电极和液晶材料引入电解质中并施加电压，来调节电极上液晶的排列方向，从而控制液晶的光学性质和电学性质。
这种电化学调控在柔性显示、光子晶体和光学存储的应用中具有重要作用。
2. 液晶材料生物医学应用液晶材料的生物医学应用是目前液晶材料研究领域的热点之一。
液晶材料的生物医学应用可以分为两类，在医学影像和诊断领域，液晶材料可以开发出智能化、多功能的诊断工具；在药物传输和治疗方面，液晶材料可以作为一种载体，帮助药物在特定区域快速释放，推进医药发展的速度和质量。
3. 液晶材料光子学应用液晶材料在光电子学中的应用也十分广泛。
光调控液晶材料是一种新兴的研究领域，主要通过启发模仿自然中光调控的方法，实现对液晶性质的调控。
这样的研究可以为制造更先进的光子晶体和光电传感器设备提供新思路和新材料。
*国家自然科学基金资助项目(N o.50471033);国家973计划项目(N o.2006CB601202)崔树茂:1982年生,硕士研究生,主要从事纳米功能材料方面的研究 E mail:cuishumao@stu.x 无机液晶的研究进展*崔树茂,梁永仁,曹钰华,杨志懋(西安交通大学理学院物理系,西安710049)摘要 无机液晶稀少且具有特殊的光、电、磁等性质。
综述了过去和近年来无机液晶的研究进展,全面总结了无机液晶的3种最基本中间相 向列相、层状相和柱状相的研究成果,探讨了无机液晶的应用,同时指出了无机液晶研究和发展的几个方向。
关键词 无机液晶 胶体 悬浮体 纳米颗粒The Development of Inorganic Liquid CrystalsCU I Shumao,LIA NG Yongren,CAO Yuhua,YANG Zhimao(Depa rtment of Phy sics,Scho ol of Science,Xi an Jiao tong U niv ersity ,X i an 710049)Abstract I no rg anic liquid cr ystals have special pro per ties of lig ht,elect ricit y,magnetism and so on.In thispaper,the development o f ino rg anic liquid crystals in r ecent years is described.T he basic three phases of ino rg anic liq uid cry stals are summarized.A t the same time,so me trends of r esear ches and po tential applicatio ns of ino rg anic liquid crystals are pointed out.Key words ino rg anic liquid cr ystal,collo id,suspensio n,nano par ticles液晶(L iquid cr ystal)既具有液体的流动性,又具有晶体的双折射性即晶体的各向异性。
1888年奥地利植物学家F !Re inter 发现胆甾醇苯甲酸酯和醋酸脂的液晶性[1],但是直到1925年无机纳米颗粒溶胶液晶才被科学家们首次发现。
然而,由于物质稀少及合成物质技术相对落后等原因人们一直没有给予重视。
直到最近十几年,一方面由于纳米时代的出现,提供了制造纳米材料必要的控制设备和技术,另一方面基于溶胶 凝胶方法和无机材料的新型化学学科的出现,在反应过程中会产生一些各向异性的纳米颗粒,经常作为副产品来研究,这两方面的原因促使人们开始对无机液晶的研究产生了兴趣。
到目前为止,人们发现和合成的大量能表现出液晶相的物质大多数为有机液晶[2,3],包括小分子、高分子液晶及表面活性剂溶致液晶,也有一些有机金属液晶,而全无机液晶材料则非常少。
从纯物理的角度,科学家们受到Onsager [4]所做工作的影响,开始设计物理统计模型,并对液晶行为进行模拟以加强对胶体行为的理解。
最终,液晶的3种最基本的中间相 向列相(N ematic phase)、层状相(Smect ic phase)和柱状相(Co llumnar phase)都已经在无机凝胶中发现。
近来,科学家们除了研究这种胶体的聚合分散性和胶凝作用外,更关注于区分它和有机液晶的物理特性(例如磁性)。
化学家们正致力于研究所有的无机材料以发现新的特性,例如双层氢氧化物、层状氧化铌、半导体材料和金属纳米棒。
无机材料和有机材料是两个不同的研究领域,所以无机液晶存在着与有机液晶不同的特性。
无机聚合物在某些参数发生轻微变化的情况下仍然可以与溶剂作用,溶解在溶剂中,例如在水溶解中,当pH 值在一个小的范围内变化时,V 2O 5凝胶仍然可以稳定地存在。
目前无机液晶仅限在溶胶范围内,无机粒子之间的作用力被溶剂弱化,在这种情况下,静电作用力发挥了重要作用,它使粒子更好地溶解在溶剂中,并阻止凝聚现象的发生。
无机液晶还有一个重要的特性就是多分散性,它经常阻止有序化过程,扩大相的转化范围。
有科学家通过研究V 2O 5向列相液晶还发现了无机液晶的一个可能的重要特性,即在无机液晶中锚定能(A nchor ing ener g y)大于表面张力(Surface tension)[5]。
这两个力的相互作用使向列相类晶团聚体成纺锤状。
另外,无机液晶除了具有强的各向异性和双折射的性质外,还具有富电子的特性,使其有着特殊的光、电、磁性质,例如导电性,所以与有机液晶相比,它可以填补有机液晶的许多空白。
由于无机物具有不易被氧化和耐高温的性质,可以预期它可以被制备成在高温条件下适用的显示或其它方面的液晶材料。
而且有些无机材料是天然材料,如粘土等,价格便宜。
可以相信,无机液晶将会在其特有功能领域发挥独特的作用,并广泛应用于工业生产和人们的生活中。
所以对它的研究具有重要意义和潜在的应用价值。
下面按粒子组织的有序程度讨论几类不同相态的无机液晶。
1 向列相(Nematic phase)无机液晶1.1 棒状纳米粒子液晶1.1.1 V 2O 5悬浮体液晶V 2O 5悬浮体或许是人们最早研究的无机溶致液晶。
早在1925年,德国科学家Zocher 就已经发现V 2O 5悬浮体的异常行为,与液晶相对比发现分子的轴向指向同一个方向。
之后Dav idso n [6]对其进行了进一步研究,发现在某个体积分数时V 2O 5悬浮体会发生I N(各向同性相 向列相)相变。
在偏光显微镜下观察,向列相溶胶具有纹影织构,如图1。
图1 V 2O 5纳米带的电子显微图像(∀130000)Co mmeinhes 等[7,8]研究了磁场对V 2O 5向列相溶胶的影响。
磁场能使V 2O 5粒子平行于磁场方向重新取向,形成单畴向列相液晶,偏光显微镜观察此时为均匀织构。
粒子在磁场中取向所需时间与磁场强度和悬浮体体积分数有关。
体积分数 =0.7%的悬浮体在0.3T 的磁场中重新取向时间为2h,而在1T 的磁场中重新取向时间为5min 。
增加,体系中粒子取向所需时间延长。
Lamar que Fo rg et 等[9]的研究表明,V 2O 5悬浮体在10V 左右低压交流电场中也可以使它定向排列,反应时间在1s 内,证明这种体系可以用于显示技术。
1.1.2 勃姆石悬浮体液晶勃姆石( A lO OH )针状微晶具有纤铁矿结构,由于制备方法不同,其大小差别较大,长度为100~300nm,直径为10~30nm 。
Zo cher 在他事业的晚期也曾对勃姆石针状微晶的液晶性能进行过描述,但真正对它进行详细研究的是L ekkerkerker 和他的课题组[10]。
首先他们研究了聚合度多分散性对I/N 相变的影响,通过对接枝了不同浓度的环己烷的试样悬浮体进行研究后发现,有多相存在于这样的体系中,且有双折射现象,偏光显微镜下可以观测到向列相的纹理。
最为突出的事实是经过6个月的放置,可以观察到悬浮液从各向同性相到向列相再到向列相平衡的转变。
这完全符合O nsag er 理论的预言。
该课题组还研究了离子场强对没有接枝的勃姆石悬浮液的影响[11]。
他们制备了两种粒子,长度分别为130nm 和280nm,直径分别为8nm 和20nm 。
结果发现,结合D LV O 和Onsager 理论会有两种情况:在低离子强度作用下,如果长径比L /D 足够大,在超过某一体积分数时则会发生O nsag er 式的相变,转变为向列相。
在高的离子强度时,范德华力会限制向列相转变。
另外,附有表面活性剂的金纳米棒粒子悬浮液也表现出液晶的纹理[12],但是其性能还没有得到进一步研究。
1.1.3 伊毛缟石液晶伊毛缟石(Imo go lit e)是一种天然的水合硅酸铝,1962年首次在日本的火山灰粘土成分中被发现,它也可以在实验室里合成。
这种铝硅酸盐的分子呈硬性的空心圆柱形,长有几百纳米,直径为2.5nm 。
当它分散到一定浓度的酸性水溶液中时就会发生相分离,分成各向同性相和各向异性相。
日本的一个科研小组研究了这种溶致液晶的多态性[13~15]。
观察发现,各向异性相中充满了大量的长棒状分子,且分子长度要比各向同性相长。
各向异性相还表现出指纹的纹理状,虽然当时空间的螺旋特性还不太清楚,但这种纹理状第一次被解释成有胆甾相的存在。
用电子显微镜观察发现,伊毛缟石的柱状分子靠 OH 群相互作用,在柱状表面成螺旋形,导致胆甾醇相的形成。
然而,最终的电子显微观察解释为管状分子形成折叠片状结构[16]。
这些研究表明,伊毛缟石管状分子相互作用形成折叠状,从而形成向列相。
1.2 线状纳米粒子液晶L i 2M o 6Se 6分子为可以无限延伸的线状,研究表明它极易溶于极性溶剂N methy lfo rmamide (N M F),这就让我们联想到了无机液晶并研究它的性质。
Gabriel J C P 通过实验证明,在偏振光的作用下它会发生双折射,表明它具有各向异性,同时还可观察到与有机液晶相似的线状纹理。
科学家还用X 射线衍射来研究这种液体内部结构,各向异性扫描图样显示没有长范围的三维排序,证明这种液体具有向列相液晶的性质。
1.3 盘状纳米粒子液晶1.3.1 粘土类液晶盘状纳米粒子同样可以形成向列相,这在1938年L ang muir 对粘土粒子的研究中首次被证实。
粘土为层状硅铝酸盐,研究较多的是蒙脱石类粘土,它们易于在水中分散形成稳定的盘状粒子悬浮体。
L angmuir [17]发现粘土悬浮体在放置数百小时后分为两相:各向同性相和双折射相。
他把这种现象与液晶相比较,认为双折射相具有三维立方结构而非液晶向列相。
1956年Emer so n [18]又通过偏振光观察到粘土体系有与烟草斑纹病毒(T o bacco mosaic v ir us)体系相似的带状结构。
1996年Gabr iel 等[19]通过详细研究蒙脱土与锂皂石两种粘土悬浮体的液晶相行为发现,随粒子浓度增加这两个体系首先转变为凝胶相,之后才出现双折射相。
在偏光显微镜下观察,这种溶液具有丝状结构,是典型的向列相特征。
不过,由于凝胶结构阻碍相分离的发生,这两个体系中均未观察到各向同性相 向列相两相共存区。
他们同时研究了离子强度对体系液晶相行为的影响。
对于蒙脱土悬浮体,离子强度增加,有利于液晶相的稳定;而对于锂皂石悬浮体,离子强度增加,不能促进液晶相的形成。
1.3.2 三水铝矿液晶通过一系列的工作,O nsager 于1948年指出了盘状粒子悬浮液向列相的存在。
