液晶材料5CB Langmuir-Blodgett薄膜的制备

研究了新型高性能液晶材料5CB(4-氰基-4′-戊基联苯)薄膜的制备技术.采用Langmuir-Blodgett(LB)法制备了单分子液晶薄膜.通过实验得出均匀、完整的液晶材料5CBLB薄膜的最佳制备的工艺,成膜方式为Y型垂直提拉法,压膜速度为8 mm/min;提拉速度均为1.5 mm/min,液晶材料溶于三氯甲烷的浓度为1.0 mg/m L,亚相温度25℃.通过偏光显微镜观察发现,该液晶薄膜具有向列型条纹织构.液晶材料5CB LB薄膜的制备技术研究为其光学及电学研究提供了基础.

液晶5CB磁化特性的数值分析

以液晶5CB材料为研究对象,观察不同相(晶体相,向列相,各相同性相)下液晶5CB的磁化强度随外磁场变化情况,并进行数据处理分析,实验结果表明,外磁场强度在-5 000 A/m^5 000 A/m范围内变化时,液晶5CB表现出顺磁性,当外磁场强度值继续增加时,液晶5CB显示出抗磁性,对实验数据进行数值分析得出,在不同的外磁场强度范围内,不同相下液晶5CB磁化强度变化规律基本满足线性方程,当外磁场强度由临界值逐渐减小时,处于液晶相和各相同性相的液晶5CB出现不同程度的磁滞现象,考虑到液晶盒的锚定作用,得到液晶5CB在不同相下磁化规律的拟合直线方程,各有其特点,因此可以通过分析不同直线斜率和截距,从而判断出液晶5CB所处的不同状态.也可以根据液晶5CB的不同直线方程得出外磁场强度的变化范围.

不同相下液晶5CB磁性的数值拟合研究

以液晶5CB材料为研究对象,分析不同相（晶体相,向列相,各相同性相）下液晶5CB的磁化强度随外磁场变化情况,实验结果表明,当外加磁场强度在5 000~23 000Gs,-23 000^-5 000Gs范围内变化时,液晶5CB磁矩表现出抗磁性,对实验数据进行分析,用最小二乘法进行线性拟合,表明液晶5CB磁化强度与外加磁场变化的关系符合线性关系,且当液晶5CB处于向列相时,其相关系数r=-0.99,处于各相同性相时,其相关系数r=-0.93,同时,经观察发现,3种不同相下的液晶5CB的磁化强度线性拟合方程的斜率差别较大,向列相下的液晶5CB磁化强度线性拟合方程斜率最大,晶体相下的液晶5CB磁化强度线性拟合方程斜率最小,即表明其磁化强度随外磁场强度变化情况相对较快,因此,可以通过判断拟合直线方程斜率相对大小来判断出液晶不同的相.

丝状液晶5CB与铁(Ⅲ)卟啉之间的轴向配位作用

通过考察掺杂配位性质不同的两种铁 ( )卟啉的丝状液晶 5 CB在磁场下的行为以及 UV-Vis光谱 ,研究了液晶 5 CB与铁 ( )卟啉的轴向配位作用 .结果表明 ,弗雷德里克兹转变阈值的降低和 Soret带随着液晶 5 CB含量增大而红移是液晶 5 CB与五配位

液晶5CB的磁性研究

所有的物质在外磁场作用下,都会产生磁化。本文研究液晶5CB在不同温度下磁化强度随磁场强度的变化,并通过实验观察得出液晶5CB具有抗磁性。

基于液晶5CB的静电纺丝光控形变器件

光控形变器件以其高响应速度在仿生学领域得到广泛关注。通过静电纺丝的方式,成功制备出了一种在可见光波段可实现形变响应并恢复的器件。通过在聚氨酯(TPU)弹性基底膜上静电纺丝有序排列的液晶小分子4-氰基-4'-戊基联苯(5CB)的聚乙烯醇(PVA)纤维膜,可以使其中的5CB在吸热后发生相转变并产生体积收缩,最终带动基底膜实现弯曲形变。通过静电纺丝或涂覆的方式添加光热转换率高的碳纳米管(CNTs),可以进一步赋予该类器件光控响应能力。结果表明,制备的器件因其良好的光控形变性能和光控响应性能,故可作为执行器用于人体仿生学等领域。

一种基于液晶光子晶体的可调谐滤波器

在由高纯硅和5CB液晶组成的光子晶体中,掺杂一装有电极的5CB液晶层作为调制层,由此构成了一可调滤波器。利用传输矩阵法计算了其透射谱,结果表明:控制调制层上电压有无,使调制层的折射率发生变化,就可以实现透射峰中心的移动,从而达到滤波波长可调的目的。该滤波器的结构周期以6至7为宜,且有一定的角度宽容性,特别适合小角度入射的情况。

含液晶层光子晶体的应用研究

在由高纯硅和5CB液晶组成的光子晶体中，掺杂一装有电极的5CB液晶层作为调制层。由此构成了一针对特定波长（900nm）的光子晶体开关。利用传输矩阵计算了其透射谱，结果表明：控制调制层上电压的有无就可以实现透射峰中心的移动，从而达到该开关的通断，当调制电压小于5V。还可以准确控制透射峰的中心位置。周期数增加，透射峰的中心位置保持不变，但其半峰全宽度变窄。该开关的结构周期以6—7为宜，且有一定的角度宽容性，特别适合小角度入射的情况。这些现象为此类光子晶体实现高频开关提供了理论指导。

丝状液晶与铁卟啉的配位作用

研究了掺杂5,10,15,20-四苯基铁(Ⅲ)叶啉氯化物(Fe(TPP)Cl)的丝状液晶5CB在光场下的弗雷德里克兹转变和其Uv-vis光谱.掺杂Fe(TPP)Cl,能有效地降低液晶5CB在光场下发生弗雷德里克兹转变的阈值.Fe(TPP)Cl的Soret带随着液晶5CB含量增大而红移.这是液晶5CB与Fe(TPP)Cl发生轴向配位的结果.

非牛顿流体微流场测量Micro-PIV系统研究

介绍了一种专用于非牛顿流体微流动测量Micro-PIV系统,主要包括微流场激发、微流动观察记录与数据处理三大部分。针对非牛顿流体流动激发形式多样性的特点,微流场激发部分包括显微镜冷热台、波形发生器和磁场发生仪,可以产生激发非牛顿流体为流场所需的电、磁及温度场。观察记录部分主要包括荧光显微镜、CCD等,用于观察并记录荧光示踪粒子的运动,获取荧光示踪粒子运动的视频文件。数据处理部分用于将视频文件进行图像处理以得到所需流场数据。应用该系统对非牛顿流体5CB液晶在电场作用下所激发的微流动进行了测量,重点测量了液晶盒侧面的速度剖面图,所得到的试验结果与计算结果非常吻合,且比传统测量方法更加快速、准确。此外,对温度场变化产生的液晶缺陷进行了试验研究,得到了连续加热冷却状态下的液晶缺陷形成温度变化趋势,即形成缺陷的温度逐渐升高,从开始的31.25℃逐渐升高至34.4℃后保持平稳。

电场作用下5CB液晶分子的近壁面层黏弹性的QCM研究

利用石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)研究了电场对5CB液晶分子的近壁面层黏弹性的影响.对QCM结果的分析发现,电场作用对液晶的黏度影响分为两部分,通过建立含吸附膜的双层膜模型,分析了QCM的两部分结果,发现电场对近壁面吸附层及体相层的影响是不同的.根据QCM的双层膜模型,对近壁面层液晶分子的黏弹性及膜厚进行了定量的分析计算,结果表明5CB在石英晶体上电极附近有一层约100nm厚的近壁面吸附层,其复剪切黏度随电场强度的增加而减小,这与5CB液晶的体相黏度变化规律相反.

基于液晶光子晶体的太赫兹波调制器

太赫兹波调制器是太赫兹波通信系统中关键的一环,同时,可调谐光子晶体作为一种新兴材料,被广泛地用于制作光通信系统中的调制器、光开关和滤波器等功能器件。光子晶体技术和太赫兹波技术相结合为设计太赫兹波调制器提供了新的思路。提出了一种基于二维硅光子晶体的新型太赫兹波调制器。该光子晶体采用点、线缺陷组合的结构,通过在点缺陷处填充5CB液晶,使其成为可调谐光子晶体。当在点缺陷处外加电场时,此太赫兹光子晶体的缺陷态频率发生动态迁移。基于这种机制,此器件可对太赫兹波的通、断状态进行调制。仿真结果表明,调制器的调制深度大于30dB,调制速率为10kHz,具有体积小巧、易于集成的优点。

乙烯基二联苯单体的螺旋选择性自由基聚合

为了深入理解乙烯基二联苯单体自由基聚合过程中的手性传递,进行了手性单体(+)-2-[(S)-异丁氧羰基-5-(4′-己氧基苯基)苯乙烯、非手性单体2-丁氧羰基-5-(4′-己氧基苯基)苯乙烯的均聚反应及它们二者的共聚反应,探讨了聚合温度和溶剂性质对手性单体均聚物旋光活性、手性单体含量对共聚物旋光活性以及聚合反应溶剂的超分子手性对共聚物旋光活性的影响.研究发现,降低聚合温度、采用液晶性反应介质有利于得到旋光度大的聚合物;少量手性单体的引入即可诱导共聚物形成某一方向占优的螺旋构象,比旋光度随手性单体的含量增加呈线性增长;在胆甾相液晶中制备的非手性单体聚合物不具有光学活性.这些结果表明,该类乙烯基二联苯聚合物具有动态螺旋构象,其光学活性主要依赖于主链的立构规整度和侧基不对称原子的手性.