表面沟槽诱导双轴向列相液晶的弹性畸变

双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定,3个指向矢之一平行于沟槽均匀排列。使用Berreman在研究单轴向列相时提出的弹性形变产生表面能的理论方法对双轴向列相液晶进行研究,得到了一个公式,在Berreman模型中它描写弹性畸变对表面锚定的贡献,但在双轴向列相中,这一公式描写当n指向矢沿着沟槽锚定时,m指向矢受到沟槽表面的作用而产生的畸变能量。研究了双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定的稳定性问题;稳定性条件在双轴向列相单一弹性常数近似下为n指向矢的弹性常数最大。

双轴向列相液晶弹性系数的理论推导

将双轴向列相液晶的分子简化为3根互相垂直的长棒,利用棒与棒之间相互作用能的叠加,得到分子间的总相互作用能。将其展开至指向矢形变的二阶项,得到与指向矢形变有关的12个转动不变量,整理得到与Saupe形式一致的弹性能密度公式,其12个弹性系数与分子结构有明确关系。对12个弹性系数中的9个简单形变弹性系数与分子棒长间的关系进行了讨论。当分子形状为非轴对称时,系统为双轴相。对于3根棒长均不相等的分子,沿指向矢无形变方向(如ξ)的分子长棒对弹性能无贡献,而与ξ相垂直的两指向矢方向的分子长棒对弹性能有贡献,且弹性系数取决于2棒长差的平方。由于分子形状的非轴对称性与棒长差有关,非轴对称性越强,弹性系数越大。当棒长差为零时,分子形状为轴对称,弹性系数归结为单轴相弹性系数。

由弹性键连接的V形分子双轴向列相液晶的相变

对由弹性键相连的V形液晶分子系统的相变进行了研究.根据分子间简单相互作用能,利用平均场理论得到系统平衡态序参数随温度的变化,以及系统在分子结构和温度平面内的相图.结果表明液晶相变温度与弹性键强度系数k及棒长比r有关.当k>0和k<0且|k|<r时,随温度的降低,系统从各向同性相经一级相变进入单轴向列相;当k<0,r<1且|k|>时,系统由各向同性相经一级相变进入单轴相,再经二级相变进入双轴向列相,随着|k|的增大,一级相变消失,变为弱一级相变或连续相变.当k<0且|k|>r=1时,系统由各向同性相经一级相变进入双轴相,随着|k|的增大,一级相变消失,变为二级相变.

双轴向列相液晶在外场中的周期性形变

利用双轴向列相液晶的弹性能公式,研究在外场中双轴向列相液晶的周期性形变.利用数值计算得到外场阈值与系统弹性系数间的关系.并得到发生周期性形变的系统弹性系数间所满足的解析关系.结果表明在给定的Saupe弹性系数C2bc/Kba,Kcc/Kba下,发生周期性形变的Kbb/Kba值必须小于某一临界值kc.当Cb2c/Kba值增加,kc值增加,当Kcc/Kba减少,kc增加.这里Kbb、Kcc分别为指向矢a、c绕b,a、b绕c的扭曲弹性系数,Kba是a展曲、b弯曲的耦合系数,Cbc是b、c弯曲的耦合弹性系数.

十字形液晶分子系统各向同性相至双轴向列相的相变

本文考虑十字形液晶分子组成的系统,假设分子间相互作用为棒与棒相互作用的叠加,且相互作用强度系数彼此独立.利用平均场理论,得到系统在温度和分子结构参数平面内的3类相图:第一类相图中只有一个直接由各向同性相进入双轴相的Landau点,相变为二级相变.第二类相图中Landau点扩展为Landau曲线,为一级相变.第三类相图中,Landau点同样扩展为Landau曲线,但范围缩小.上述3类相图表明,相变类型,Landau曲线的出现与分子间相互作用强度系数的选取有关.

Berreman近似下任意形状表面沟槽对双轴向列相方位锚定的影响

通过把Berreman近似下任意形状的表面沟槽用傅里叶级数展开,写成正弦函数和的形式,将Fukuda等人的理论应用于双轴向列相液晶中,考虑表面弹性项的作用后得到了任意形状的沟槽对双轴液晶产生的方位锚定能。在一定的近似条件下得到约化锚定能随着沟槽的方向与液晶主指向矢之间的夹角的变化情况,讨论了双轴弹性常数对液晶易取向方向的影响。

弹性键相连的双矩形板液晶分子系统的相变

根据分子间简单相互作用能,利用平均场理论,得到双矩形板液晶分子系统在温度和分子结构参数平面内随着弹性键强度的增加出现的4类相图:第一类相图(弹性键强度最小)中只有一个直接由各向同性相进入双轴向列相的Landau点,从单轴相到双轴向列相的相变为二级相变;第二类相图中Landau点扩展为Landau曲线,正的单轴相范围增加,负的单轴相范围缩小,出现了从单轴相到双轴相的一级相变;第三类相图中,Landau点同样扩展为Landau曲线,但负单轴相区域消失;第四类相图中(弹性键强度最大),Landau曲线范围反而缩小。

含长链亚烷基桥的芳炔类共轭大环的合成

采用模板导向法高产率地合成了两个含长链亚烷基桥的芳炔类共轭大环.通过四碘化合物与单保护双炔化合物的四重Hagiraha偶合反应构建了环化所需要的复杂前体.通过相应的模板四炔衍生物的分子内G laser偶合反应环化得到大环.大环的结构用NMR,GPC及UV-V is表征确证.