无机-有机杂化树枝状香蕉形液晶化合物的合成与表征

利用硅氢加成反应制备得到8个香蕉形液晶基元尾接于六面体倍半硅氧烷的8个顶点之上的杂化树枝状香蕉形液晶化合物.此化合物的化学结构通过核磁、红外、元素分析和GPC表征.一维和二维X-射线衍射研究表明,该化合物具有两个双层近晶C相;对样品施加三角波电压后显示该化合物具有反铁电性.

以硝基为端基的香蕉形液晶的合成与性能

合成了4种以间苯二甲酸、间苯二酚为中心,硝基为端基的芳香酯类香蕉形液晶(M1～M4)。利用红外光谱(IR)、核磁共振谱(1 H NMR)及元素分析对其分子结构进行了表征,通过差示扫描量热(DSC)、偏光显微分析(POM)、热重分析(TG)对其介晶性能、相行为及热稳定性进行了研究。结果表明,所合成的香蕉形化合物(M1～M4)均有液晶性,呈现树叶、马赛克、扇形、球粒及纹影织构;升、降温时的液晶区间分别为32.9～57.2℃(M1除外)与28.4～96.5℃;随着分子刚性增加,它们的tm、ti、tic值明显提高;该类物质热稳定性良好,5%热失重温度均在285℃以上。

手性香蕉形液晶在结晶过程中的分形特性

用差分扫描热分析仪、偏光显微镜观察了香蕉形液晶在结晶过程中星形、草状两种分形结构的形成规律。采用计盒维数的方法,计算了这两种分形体的分形维数大约为1.9。用计算机模拟,重现了它的结晶过程,分形理论说明这种香蕉形液晶的结晶过程属于渗流生长模型。

香蕉形液晶中非标准的电流体效应

本文重点介绍了香蕉形液晶中的电流体效应。由于具有独特的V形分子结构,香蕉形液晶的电输运参数与传统的棒状液晶非常不同,从而引发了非标准的电流体效应。通过改变外加电场频率、幅度、极性以及温度详细研究了这种新的流体动力学行为,为将来物理模型的建立提供了良好的实验基础。

三苯环香蕉形液晶的合成和表征

通过脂肪酸和三苯环化合物1,3-phenylene bis(4-hydroxybenzylideneamine)的酯化反应合成了对称的同系物三苯环香蕉形分子化合物N,N-bis(4-(alkylcarbonyloxyl)benzylidene)benzene-1,3-diamine,其末端酯基尾链中的碳原子数为1～12。用偏光显微镜和差示扫描量热分析法对所合成的三苯环香蕉形分子化合物进行了细致的表征。结果表明:这些三苯环香蕉形分子化合物在第二次升温和第二次降温过程中均能够形成液晶相,其香蕉相分别在187～218℃(升温)和120～179℃(降温)之间形成。

基于香蕉形液晶分子自组装的纳米螺旋丝有机凝胶及其流变特性

在香蕉形液晶分子B4相态中,非手性香蕉形液晶分子自组装形成层状结构,分子在层内倾斜,形成层手性和自发极化,并且造成层内不匹配,最终形成纳米螺旋丝.本文设计了NOBOW/十六烷混合体系,在高温时,香蕉形液晶分子溶解于十六烷,在低温时,香蕉形液晶分子自组装形成纳米螺旋丝,并最终形成三维网络,变成有机凝胶.为深入理解纳米螺旋丝有机凝胶的特性,拓展其在软物质领域的应用,本文通过流变实验对该有机凝胶的黏弹性质进行了系统研究.实验表明纳米螺旋丝有机凝胶与传统凝胶不同,纳米螺旋丝有机凝胶可以随温度变化形成凝胶-流体的可逆变化,并且通过测量NOBOW/十六烷混合体系在不同液晶分子浓度、温度、应变大小和应变速率下的流变特征,揭示了该有机凝胶的流变特性与纳米螺旋丝的性质密切相关.

利用香蕉形液晶自组装技术研制有机无刻痕光栅

通过有机合成,获得了香蕉形分子液晶材料1,3-phenylenebis(4-butyloxy-benzylideneamine)。用核磁共振谱仪、紫外光谱仪、元素分析仪、偏光显微镜、差热扫描量热分析仪、激光衍射实验等分析技术,对所合成的香蕉形液晶材料进行了细致的表征。结果表明:这些香蕉形分子能够通过分子自组装技术而形成各种各样的、双折射率周期性变化的规整结构。尽管无刻痕,氦氖激光衍射实验表明,由香蕉形液晶分子自组装而成的光栅能够像有刻痕光栅那样对红光进行有效衍射。

香蕉形共轭液晶小分子的合成

利用Suzuk i偶合反应合成了一系列新的香蕉形共轭液晶小分子,通过元素分析、IR1、H-NM R等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,发现所合成的香蕉形共轭液晶小分子是双向性热致液晶,其熔点和清亮点均随分子中末端烷氧基碳原子数的增加而降低.

几类非常规液晶材料的研究进展

本文综述了液晶二聚体、多爪型液晶及香蕉形液晶等几类非常规液晶材料的研究进展。结合笔者近几年的研究积累,着重介绍:(1)液晶二聚体的分子结构与液晶态结构及液晶二聚体所特有的奇偶效应与近晶多形性;(2)多爪型液晶的分子结构与液晶态结构的特点及由于兼有棒状分子与盘状分子的结构特点而具备的特殊的相变性质;(3)香蕉形液晶的分子结构与液晶态结构及香蕉形液晶所特有的手性与极化序。在介绍各类液晶材料的特点及研究热点的同时,围绕分子结构与液晶态结构的关系这一主题,深入讨论了各种液晶材料形成特殊分子排列及表现出特殊物理性质的机理。