胆甾相液晶的光学特性

基于胆甾相液晶的特殊分子结构，综合阐述了胆甾相液晶的旋光性、选择性光散射和偏振光二色性等光学特性，揭示了它的光学特性主要源于它螺旋状的分子结构及其光学各相异性。     

用Berreman 4×4矩阵法计算胆甾相液晶的选择性反射

利用Berreman 4×4矩阵法对胆甾相液晶的选择性反射特性进行了计算模拟,从模拟结果分析了胆甾相液晶的蓝移现象和反射率与盒厚的关系。     

胆甾相液晶图案的动态调控与应用

自然界光子晶体图案为生物的生存提供了独特的功能,例如变色龙使其皮肤图案颜色适应环境以进行伪装保护,头足类动物（鱿鱼、墨鱼、章鱼等）能够产生宽波长范围的结构颜色和光学图案以利于物种间的信息交流。受自然界光学图案的特殊功能启发,胆甾相液晶的图案得以开发,并在数据存贮、传感器、柔性智能器件等方面展示了潜在应用。本文综述了胆甾相液晶图案的外场刺激响应性、功能演变及其应用。首先,总结了胆甾相液晶图案的外场刺激响应性,包括光、电、热、机械力和溶剂。其次,介绍了胆甾相液晶图案的各种应用,如具有加密和解密功能的存贮器件、信息安全防伪设备、柔性可穿戴传感器和圆偏振发光系统等。最后,介绍了胆甾相液晶图案的前景和挑战。本文为构建基于胆甾相液晶图案的新型功能材料提供了基础。     

超声对纤维素纳米晶体的溶致胆甾相液晶的影响

通过偏光显微镜法、紫外-可见光光谱学、XRD和电导率分析方法研究了大功率超声对纤维素纳米晶体(CNC)的溶致胆甾相液晶(N*-LC)螺距的影响及其在干燥状态下所制得薄膜的光学性能。研究结果表明,溶致N*-LC的螺距随着超声功率的增大而增大,其干燥薄膜的反射波波长红移,且红移幅度与超声功率有关。但是,CNC的晶型和尺寸没有明显变化。电导率测试结果表明,超声处理使溶致N*-LC的电导率提高。由此推测溶致N*-LC的螺距增大的主要原因是大功率超声处理使束缚在双电层中的带电离子释放出来,进而CNC粒子之间的静电斥力变大所致。     

电场对胆甾相液晶的作用

用统计物理的方法讨论了胆甾相液晶在垂直螺旋轴方向的电场作用下螺旋结构的变化，得到了螺距ｈ和阈值电场强度Ｅｃ的近似表达式。结果表明：ｈ和Ｅｃ与场强、液晶的本征螺距、液晶分子结构及温度等有关     

胆甾相液晶激光器研究进展

近年来国外学者对胆甾相液晶激光进行了大量研究,而国内在这方面研究甚少。介绍了胆甾相液晶周期性螺旋结构及其选择性反射特性,以及胆甾相液晶激光的工作原理,总结了胆甾相液晶激光的发展现状及其潜在的应用前景,以期为国内液晶研究的同行提供一点参考。     

倾斜螺旋胆甾相液晶材料的研究进展

通过外场实现手性液晶选择性反射的动态调控是目前的重要研究方向之一。近年来人们发现了一种特殊的向列相——扭曲-弯曲向列相(Twist-bend Nematic,N_tb),其与手性分子的混合物在电场诱导下可以形成一种具有斜螺旋结构的新型胆甾相,称为倾斜螺旋胆甾相(Oblique Heliconical Cholesterics,Ch_OH)。不同于普通胆甾相的电场调制性能,Ch_OH的螺距在一定范围内随电场强度增大而减小,因此可以实现从紫外到近红外宽光谱范围的选择性反射。这一特性引起了研究人员的广泛关注,也使得Ch_OH液晶材料在全色反射显示器、智能窗户、可调谐滤波器、全息以及其他应用领域有巨大的应用潜力。本文在简述Ch_OH液晶的特征基础上,重点总结了近年来外场调控Ch_OH液晶以及聚合物复合Ch_OH液晶的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望。     

聚合物分散胆甾相液晶相形态调控与光电性能

采用紫外光聚合诱导相分离方法制备了聚合物分散胆甾相液晶膜,系统研究了固化光强和固化温度等制备条件对薄膜的相形态的影响,并探讨了薄膜相形态与反射率的关系。研究表明:固化光强较低时相分离较完全,产生的液晶微滴尺寸较大,聚合物与液晶的界面非常光滑;增加光强会使液晶微滴尺寸变小,界面变粗糙,膜反射率逐步降低。相形态与固化温度的关系较为复杂:在温度较低时,液晶以圆形液滴的形式分散在聚合物基体中;随着固化温度升高,液晶液滴逐渐变大,并在40℃时形成了连续的液晶层和聚合物层的分层结构;进一步升高温度,则形成了三维的聚合物网络结构,液晶相贯穿其间。膜的反射率先随着固化温度的升高逐渐升高,而后又降低。固化光强为0.01mW/cm2,固化温度为40℃时,反射率达到最大值32.2%。     

光调谐的胆甾相液晶应用的发展

胆甾相液晶具有自发的螺旋排列,是一个有趣又引人入胜的手性超分子各向异性体系。近几年胆甾相液晶体系,特别是光调谐的胆甾相液晶在新领域的应用出现令人欣喜的研究结果。本文综述了近几年光调谐的胆甾相液晶在滤波、液晶光栅以及液晶激光中的研究成果。具有光调谐特性胆甾相液晶在特殊需求的光学器件中的应用将是胆甾相液晶研究的一个很有潜力的研究方向。     

反射式胆甾相液晶偏振片及其应用

本文介绍了基于胆甾相液晶（ＣＬＣ）材料的种种上单层反射式偏振片。胆甾相液晶材料包含一个聚合物组分和其他非反应性液晶。通过一个聚龛上发的分子重新分布 生非线性的螺距梯度。这种偏振片在可见了光部分有很高的消光比。当调制在红外（ＩＲ）时，偏振片在波长７００－２０００ｎｍ范围内反射。另外本文还简单介绍了场控宽带偏振片，并对其应用进行了讨论。     

利用动态反射法对手性液晶Bragg反射的分析

利用动态反射法对手性液晶材料的选择性反射特性进行了分析。根据理论分析结果，利用MATLAB程序计算了手性液晶膜层的反射光谱，得到了反射光谱随手性液晶的螺距和折射率变化的关系；利用动态反射法可以较为方便、快速地对手性液晶膜的Bragg反射特性进行数值求解分析，分析和计算结果可以为反射式液晶显示的设计和计算提供理论参考。由于在数值求解中引入了简化条件，因此该计算方法只能应用于△n值较小的情况，当Δn值较大时，应该用其他求解方法来完成计算分析工作。     

含柔性长链的二元胆甾相新型液晶的制备及其性能研究

以胆甾醇和长链二元酸为原料，合成了一种柔性长链的新型小分子二元胆甾相液晶，并对其相转变过程进行了深入分析。红外光谱、核磁共振谱、质谱和元素分析证实了其分子结构，差示扫描热分析（DSC）谱图和偏光显微镜（POM）观察图像等一致表明其相转变过程完全符合胆甾相液晶的特征。说明胆甾相液晶分子的刚性大小与胆甾相液晶的形成没有直接关系，胆甾相液晶基元是其形成有序排列的决定因素。     

Bio-Inspired Cholesteric Phase Cellulose Composite with Thermochromic and Circularly Polarized Structural Color for Multilevel Encryption

The escalating need for enhanced cryptographic security necessitates the development of advanced materials designed for the secure storage and transmission of information. Drawing inspiration from the unique color-altering and polarizing capabilities of beetles, this work develops a transparent, thermochromic, and circularly polarized cholesteric phase cellulose composite (CPCC). This is achieved by integrating self-assembled hydroxypropyl cellulose with cholesteric liquid crystal (CLC) structure in tandem with a crosslinked poly(N-isopropyl acrylamide) (PNIPAM) network. The crosslinking density impacts the response degree of thermochromism, which can be regulated by modifying the UV exposure time during PNIPAM production. The CLC structure in CPCC uniquely results in reflected right circularly polarized light. When coupled with waveplates, this mechanism inverts the rotation direction of the reflected light, creating orthogonal structural colors of different brightness levels under left and right circularly polarized light. The excellent transparency of CPCC facilitates seamless integration with the environment, offering optimal camouflage. Sophisticated techniques, such as color coding and Morse coding, can further be incorporated within the CPCC to increase encryption security and the complexity of decryption. Collectively, the CPCC's transparency, thermochromism, and chirality present significant potential in the design and development of materials for high-security information encryption, contributing valuable insights to the field.     

紫外吸收染料诱导的具有宽波反射特性的胆甾相液晶聚合物薄膜

利用紫外光吸收染料诱导胆甾相液晶体系形成螺距梯度,制备了具有宽波反射特性的胆甾相液晶聚合物薄膜。研究表明,由于紫外光吸收染料的存在,在紫外光诱导聚合的过程中,在复合材料中将形成紫外光强度梯度,进而形成手性单体的浓度梯度,最终制备了可反射可见光区红蓝绿三色光的胆甾相液晶聚合物薄膜。扫描电镜测试结果表明,胆甾相液晶聚合物薄膜的断面形貌具有螺距的梯度分布。该类材料在可调控光的智能玻璃和光学元器件等领域具有应用潜力。     

一种丙烯酸酯型侧链液晶高分子的合成及液晶性的研究

依据液晶分子结构理论,选择联苯基作为介晶基元,六亚甲基为柔性间隔基,合成了一种丙烯酸酯侧链型液晶高分子。对于合成的中间及目标产物通过FTIR、1HNMR等进行了结构的表征。对于聚合物采用GPC法测量了其分子量,并通过DSC、POM、XRD和计算机模拟等手段研究了其液晶性。研究表明合成的聚合物分子量-Mn=2523、-Mw=2826,具有较宽的温域(45.3～95.2℃),且为典型的近晶A相液晶。     

胆甾相液晶双轴特性的计算

采用自洽模拟方法计算了胆甾相液晶双轴序参数随温度和分子手征作用强度的变化,并与实验进行了比较。结果表明,双轴特性与液晶物质和温度有关,但主要产生于胆甾相液晶的螺旋结构、分子的手征特性和取向的有序性     

聚合电场频率对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响

研究了聚合时外加电场对聚合物稳定胆甾相液晶(PSCT)光电性能的影响。采用紫外光聚合诱导相分离法(PIPS)制备了聚合物稳定胆甾相液晶,通过改变光聚合时的外加电场频率控制聚合物网络结构,改善PSCT的光电性能。结果表明:电场频率影响聚合单体的扩散,从而影响聚合物网络形貌。聚合电场频率低,聚合单体扩散快,形成的聚合网络疏松,网孔较大,响应速度慢,关态透过率大,阈值和饱和电压小;聚合电场频率高,阻碍单体的扩散,形成的聚合物网络致密,网孔较小,响应速度快,关态透过率低,阈值电压和饱和电压大。     

胆甾相液晶场致织构变化的偏光显微镜观测

介绍胆甾相液晶的织构和显示应用，给出胆甾相液晶几种织构的偏光显微镜图像。该图像对认识胆甾相液晶的各种织构，理解胆甾相液晶在双稳态显示器的应用原理具有一定的意义。