研究目的
开发一种新型的石墨烯掺杂聚合物稳定液晶（PSLC）器件，具有降低的阈值电压、温度不敏感性和改善的对比度，适用于智能窗户等应用。
研究成果
在PSLC器件中低浓度掺入石墨烯，可使阈值电压降低至原来的1/7，实现温度不敏感性并提升对比度。该方法增强了机械强度与电光性能，为智能窗等器件应用提供了一种无需复杂化学改性的稳健简化方案。
研究不足
该研究采用极低浓度的石墨烯以避免高导电性（这会限制更高负载量）。模板法可能对聚合物表面存在溶剂的边际效应。虽然建议将该方法推广至其他纳米材料和基质，但尚未充分探究。
1：实验设计与方法选择：
本研究将石墨烯与聚合物稳定液晶（PSLC）结合以增强电光性能。采用光反应性单体（RM82）形成聚合物网络，并以低浓度掺入石墨烯。制备两种类型液晶盒：原位型（PSLC和PSGLC）及模板型（PSGLC-t）。
2：样品选择与数据来源：
材料包括石墨烯（通过石墨剥离制备）、液晶5CB、单体RM82及光引发剂BME。液晶盒采用ITO镀膜玻璃基板实现平面取向排列。
3：实验设备与材料清单：
石墨烯、5CB液晶、RM82单体、BME光引发剂、ITO镀膜玻璃液晶盒、紫外光源（滨松LS5）、带通及红外滤光片、紫外功率计（滨松C6080-03）、清洗用丙酮、LCR测试仪（安捷伦E4890A）、偏光显微镜（莱卡DMRXP）、光电探测器、数字示波器（安捷伦DSO5054A）、函数发生器（惠普33120A）、放大器（TREK 50/750型）、扫描电镜（TESCAN MIRA3 LM）、原子力显微镜（安捷伦科技5500型）、拉曼显微镜（堀场Jobin Yvon XploRA）。
4：5）、带通及红外滤光片、紫外功率计（滨松C6080-03）、清洗用丙酮、LCR测试仪（安捷伦E4890A）、偏光显微镜（莱卡DMRXP）、光电探测器、数字示波器（安捷伦DSO5054A）、函数发生器（惠普33120A）、放大器（TREK 50/750型）、扫描电镜（TESCAN MIRA3 LM）、原子力显微镜（安捷伦科技5500型）、拉曼显微镜（堀场Jobin Yvon XploRA）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：石墨烯通过化学剥离法制备。液晶盒填充混合液后经紫外光聚合处理并进行表征。模板型液晶盒需用丙酮洗脱液晶后重新灌注。测量项目包括介电常数、电光开关特性、显微观测、扫描电镜、原子力显微镜及拉曼光谱分析。
5：数据分析方法：
采用标准统计方法及仪器配套软件分析阈值电压、介电常数、响应时间及对比度等数据。
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LCR meter
E4890A
Agilent
Used for dielectric measurements to determine permittivity and threshold voltage.
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Digital oscilloscope
DSO5054A
Agilent
Records transmission data from photodetector during switching measurements.
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AFM
5500
Agilent Technologies
Used for atomic force microscopy to characterize graphene flakes and surfaces.
-
UV source
LS5
Hamamatsu
Provides UV light for photopolymerization of the monomer.
-
UV power meter
C6080-03
Hamamatsu
Measures the power of UV light received at the cell surface.
-
Polarizing optical microscope
DMRXP
Leitz
Used for electro-optical response measurements and imaging sample morphology.
-
Function generator
33120A
HP
Provides voltage for switching the LC state.
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Amplifier
50/750
TREK
Amplifies the voltage from function generator for electro-optic switching.
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SEM
MIRA3 LM
TESCAN
Used for scanning electron microscopy to image polymer network morphology.
-
Raman microscope
XploRA
Horiba Jobin Yvon
Used for Raman spectroscopy to confirm presence of graphene and analyze material properties.
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