类液晶物质三维手性超结构的构筑、外场响应特性及器件化研究

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蓝相是一种特殊的液晶相态,一般存在于高手性扭曲的体系中。其分子扭曲排列形成双螺旋柱,每个螺旋柱自组装形成规则的三维晶格,晶格尺寸通常在光波长量级,因此蓝相是三维手性超结构材料。这种三维手性超结构内部存在缺陷,因此其热力学稳定性较差,温宽往往只有1-2K。最近工作发现,在体系中添加可聚合单体,并在蓝相状态下曝光聚合可以稳定蓝相缺陷,利用有机溶剂将液晶母体泡出之后得到的高分子骨架同时记录了蓝相的结构。这样的高分子骨架可以将再填入的向列相液晶分子进行重构,形成蓝相结构,即蓝相模板。  受此启发,本文中我们成功将将结构与液晶材料相似,但没有液晶相的类液晶材料直接通过高分子模板构造成蓝相结构,并通过显微织构,反射光谱以及Kossel衍射图案对其蓝相结构进行了表征和证明。该类液晶材料重构蓝相结构具有电场可调谐、亚毫秒的快速响应特性以及几乎零迟滞等优秀的电光特性。并且结合模板化方法的复杂结构可制备性以及类液晶重构蓝相的电场响应特性,我们得到了一种基于类液晶材料重构蓝相结构的,可以通过电场在一维和二维模式之间来回切换的相位型光栅。这项工作首次着眼于类液晶材料的直接应用,大大拓宽了软物质器件应用领域的材料限制。
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