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液晶是晶体转变成液体过程中的一种中间相态,是软物质的一种,对外界光、电、磁等的刺激有灵敏的反应,这就决定了它们在生物及工业等方面的应用价值,而且对了解生命过程、设计发明新材料都有着重要的意义。由于材料的性能与其结构密切相关,因此对分子结构与性能间关系的研究成为液晶材料发展极其重要的因素。近年来偶氮类液晶化合物以其独特的性能受到人们的广泛观注。偶氮液晶是一类分子中含有偶氮苯结构的液晶,偶氮苯化合物存在顺式和反式两种构型。反式构型的能级低于顺式构型,偶氮基团通常以较稳定的反式构型存在。在对应于π~π*吸收波长的紫外光照射下,偶氮基团会从反式构型转变为顺式构型;而在对应于n~π*吸收波长的可见光照射或受热下,偶氮基又会从顺式恢复到反式构型。由于偶氮基团的cis构型呈拐状,轴径比小,不能作为介晶基元,而trans的偶氮基团是具有大轴径比的棒状基团,可以作为介晶基元,因此,偶氮液晶在具有向列液晶温敏性质的同时,也具有特有的光敏性质,其相变与分子取向能够通过光照进行控制,这种特性使得偶氮液晶在光学功能材料方面具有广泛的应用。
本文通过重氮化、醚化、氧化等反应,设计合成了一系列以偶氮苯为中心基团,两边带有不同的柔性链的偶氮液晶化合物,并通过红外(IR)、紫外(UV)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)及X-衍射等方法对化合物的自组装结构及光响应性能进行了研究与讨论。考察了柔性链上碳原子数对清亮点温度和相转变温度的影响,并用W.H.Deieu理论对带有不同柔性链的液晶化合物的清亮点的变化给出了相应的解释。