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哪些因素可以影响液晶的性状和形态?

2022.11.04

1.外加场对液晶的影响

科学家和工程师能够使用液晶进行多样化的应用是因为外电场的干扰会导致液晶体系显微性质有意义的改变。电场和磁场都可以用来诱导这些变化。外加场的大小和它的变化速度一样,是非常重要的特质在它在工业处理的应用上。特殊的表面处理在可以被用于液晶器件从而使液晶具有特定的取向。

分子的电子性质导致液晶具有沿着外加场取向的能力。永久电偶极导致当分子一端有净正电荷时,它的另外一端会出现净负电荷。在给液晶加上外电场时,偶极分子会趋向于沿电场方向取向。即使一个分子它并没有形成永久电偶极,它仍然会受到电场的影响。在某些情况下,外加场会使分子中的电子与质子发生轻微的重排,这是带电质子被激发的结果,虽然不像永久偶极子的效果那么强,但是分子沿外加场的取向仍会发生。

磁场对液晶分子的影响与电场类似,因为磁场是由移动的电荷产生的,而永久磁偶极是由围绕原子运动的电子产生的。当液晶被加上一个磁场,分子会趋向于顺着场的方向排列或沿反方向排列。

2.表面处理对液晶的影响

没有外加场的作用,液晶分子会沿任何方向取向。无论如何,通过对系统引入一个外部的作用而使分子产生特定的取向是可能的。例如,当一个薄的聚合物涂层(通常为聚酰亚胺)铺展在玻璃基上并用布沿一个方向摩擦它时,液晶分子会沿摩擦方向排列。对于这种现象,可以为人所接受的机理是人们相信液晶层会在部分的排列一致的高分子链上的聚酰亚胺层表面附近进行取向附生。

3.手性对液晶的影响

手性液晶分子通常会产生手性液晶相。这意味着液晶分子具有一定的不对称性,如产生一个立构中心。这种性质有个附加条件,就是体系不能是外消旋的(左,右手性分子的混合将会抵消手性的影响)。然而,由于液晶取向的协同性,将少数量的手性掺杂剂加入非手性中间相中,将会使液晶分子都呈现手性。

手征相分子通常会螺旋性的旋转。如果旋转的螺距与可见光的波长类似,我们将观测到光波干涉效应。液晶手征相的手性旋转使体系发出向左或向右的不同的圆偏振光。这种材料能被用于制作偏振滤射片。


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