液晶物理
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
液晶物理的實例教程
向列液晶在物理上被描述為在n和-n方向上具有相同的能量，但在vector模式中具有不同的能量狀態。模擬發生拓撲不連續相變的LC模式時，例如pi-cell，OCB和VA-IPS，應通過tensor模式來執行假設LC單元的n和-n方向是一樣的
（a）Tensor模式
（b）Vector模式
向列液晶在物理上被描述為在n和-n方向上具有相同的能量，但在vector模式中具有不同的能量狀態。模擬發生拓撲不連續相變的LC模式時，例如pi-cell，OCB和VA-IPS，應通過tensor模式來執行假設LC單元的n和-n方向是一樣的
（a） Tensor模式
（b）Vector模式
實現液晶彈性體內部液晶基元取向的控制是實現對其變形行為調控的關鍵。常見的液晶取向方法例如拉伸二次交聯取向，磁場/電場輔助取向，表面模板取向和擠出取向都無法解耦網絡合成與取向調控兩個過程。同時由于液晶彈性體網絡的共價交聯屬性，通過上述方法引入的液晶基元難以實現擦除與重編程。在液晶彈性體網絡中引入動態共價鍵可以在一定程度上解決上述問題，但是這些方法也使得化學合成變得更加復雜，同時液晶彈性體的網絡結構也會因為動態共價鍵的可逆反應而發生不可逆的改變。因此，設計一種簡單而普適的液晶基元調控策略變得十分必要。
為此，賓夕法尼亞大學的楊澍教授團隊提出了一種全新的熵編程的取向方法。通常來說，在液晶彈性體的合成過程中，研究者們會盡量避免引入溶劑而導致液晶基元取向的破壞。但是，本文反其道而行之，通過在液晶前驅體中加入一定比例的良溶劑制備了完全交聯的各向同性液晶油凝膠 （如圖1a所示）。對于該熵編程的取向方法而言，液晶基元的排列取決于油凝膠的溶劑揮發方式。如下圖1b所示，由于溶脹本身是各向同性的，因此，當液晶油凝膠在揮發溶劑的過程中不受到任何外力的作用時（自由揮發），由于液晶基元的分子剛性導致的微孔結構呈無序狀態，同時液晶基元也為各向同性狀態。但是當該液晶油凝膠在單軸拉伸的狀態下揮發溶劑時（變形揮發），所得到的微孔將垂直于拉伸方向取向而液晶基元則會沿著拉伸方向取向。
圖1. 液晶油凝膠的合成與揮發編程
由于液晶基元在揮干后的鏈活動性受限，因此所形成的微孔結構具有良好的穩定性可以充當固定液晶基元取向的物理交聯點，單軸拉伸揮發溶劑的LCE膜可以有穩定的約100%的可逆驅動。
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向列液晶在物理上被描述為在n和-n方向上具有相同的能量，但在vector模式中具有不同的能量狀態。
向列液晶在物理上被描述為在n和-n方向上具有相同的能量，但在vector模式中具有不同的能量狀態。模擬發生拓撲不連續相變的LC模式時，例如pi-cell，OCB和VA-IPS，應通過tensor模式來執行假設LC單元的n和-n方向是一樣的
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液晶油凝膠的合成與揮發編程
由于液晶基元在揮干后的鏈活動性受限，因此所形成的微孔結構具有良好的穩定性可以充當固定液晶基元取向的物理交聯點，單軸拉伸揮發溶劑的LCE膜可以有穩定的約100%的可逆驅動。而作為對照組，自由揮發的樣條不具有驅動行為。通過上述的方法研究者可以在單個薄膜中引入各種非線性驅動。
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