研究目的
利用非对称弯曲核液晶的Langmuir-Blodgett膜研究液晶排列。
研究成果
非对称弯曲核液晶的Langmuir-Blodgett膜形貌可调控向列相液晶的取向排列。均匀LB膜(如高表面压下的BN1)支持垂直取向,而富缺陷膜(如所有压力下的BN2)则形成平面取向。这一现象归因于分子排列方式与相互作用(如范德华力及缺陷引入的畸变)。该技术有望应用于液晶显示产业,未来建议开展电光性能测试研究。
研究不足
该研究仅限于室温条件及特定BCLC分子(BN1和BN2)。由于设备限制,X射线衍射无法测量更低角度,可能遗漏部分结构细节。对齐效应通过E7向列相液晶展示,其普适性是否适用于其他液晶尚需进一步研究。BN2 LB膜中导致缺陷的分子阻挫现象尚未完全量化。
1:实验设计与方法选择:
研究采用Langmuir-Blodgett(LB)槽在气-液界面形成非对称弯曲核液晶分子(BN1和BN2)的Langmuir单层膜(LM)。对称压缩LM并记录表面压-面积等温线,使用布鲁斯特角显微镜(BAM)实时观测LM形貌。将LB薄膜以不同目标表面压力转移至固体基底(Si/SiO2和ITO镀膜玻璃),通过场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)表征薄膜形貌。采用化学修饰探针的AFM测量粘附力。以LB薄膜为取向层制备液晶盒,通过偏光显微镜(POM)观察向列相液晶(E7)的排列状态。
2:样品选择与数据来源:
BCLC分子BN1(C48H49NO11)和BN2(C52H57NO11)为实验室合成产物。溶液用HPLC级氯仿配制并铺展于去离子水亚相。基底包括经piranha溶液和溶剂清洗的Si/SiO2及ITO镀膜玻璃。
3:实验设备与材料清单:
LB槽(印度Apex仪器公司)、BAM(德国Nanofilm Technologie公司miniBAM)、FESEM(德国蔡司Sigma)、AFM(俄罗斯NT-MDT公司Solver Pro)、XRD(荷兰帕纳科XPERT-PRO)、POM(日本奥林巴斯BX51)、数码相机、试剂(氯仿、H2SO4、H2O2、乙醇、丙酮、HMDS)、基底(Si/SiO2、ITO镀膜玻璃)、向列相液晶(德国默克E7)。
4:1)、数码相机、试剂(氯仿、H2SOH2O乙醇、丙酮、HMDS)、基底(Si/SiOITO镀膜玻璃)、向列相液晶(德国默克E7)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将BCLC溶液铺展于水亚相形成LM,以20 mm/min速率压缩并记录等温线,BAM实时成像。在目标表面压力(2、10、20 mN/m)下以5 mm/min上提速率沉积LB薄膜。通过FESEM、AFM和XRD进行形貌分析,AFM测量粘附力。制备8 μm间隙液晶盒,注入E7向列相液晶并通过POM观测排列。
5:20 mN/m)下以5 mm/min上提速率沉积LB薄膜。通过FESEM、AFM和XRD进行形貌分析,AFM测量粘附力。制备8 μm间隙液晶盒,注入E7向列相液晶并通过POM观测排列。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过等温线计算面内弹性模量,WSxM软件分析AFM图像,XRD计算d间距,POM表征排列特性。
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