光折变液晶材料的研究进展
光致形变液晶高分子(lcp)材料
光致形变液晶高分子（lcp）材料一、材料概述光致形变液晶高分子（LCP）材料是一种具有特殊性能的高分子材料，因其具有优异的机械性能、耐高温、耐腐蚀等特性，被广泛应用于多个领域。
本文将介绍LCP材料的性质、特点、制备方法及其应用领域。
二、材料性质LCP材料的主要特点包括其独特的液晶高分子结构，这种结构使得材料在加热时能形成有序的晶体结构，具有高强度、高模量和高耐热性等特性。
此外，LCP材料还具有光致形变性能，即在光照下，材料会发生微小的形状改变。
这种性能使得LCP材料在光学、机械等领域具有广泛的应用前景。
三、制备方法LCP材料的制备方法主要包括溶液浇铸法和熔融挤出法。
溶液浇铸法是将前驱体溶液倒入模具中，经固化、脱模和后处理得到成品。
熔融挤出法是将预聚物和交联剂混合熔融，通过挤出机塑化后浇入模具中，经固化、脱模和后处理得到成品。
制备过程中需要严格控制反应温度、压力和反应时间等参数。
四、应用领域1.电子设备：LCP材料可用于制造电子设备零部件，如连接器、传感器等，其优异的耐高温、耐腐蚀性能使得LCP材料成为电子设备中的理想材料。
2.航空航天：LCP材料可用于制造飞机零部件、仪表盘等高端产品，其高强度、高模量特性使得LCP材料在航空航天领域具有广泛应用前景。
3.医疗器械：LCP材料可用于制造医疗器械，如注射器针头、手术缝合线等，其良好的生物相容性和耐腐蚀性能使得LCP材料成为医疗器械领域的热门材料。
4.光学器件：LCP材料的独特性能使其在光学器件领域具有广泛应用前景，如光路指示器、激光器反射镜等。
其光致形变性能使得LCP 材料在光学器件中具有独特的应用价值。
五、未来展望随着科技的不断发展，LCP材料的应用领域还将不断扩大。
未来，LCP材料有望在更多领域发挥重要作用，如新能源汽车、可穿戴设备等领域。
同时，随着LCP材料的制备技术的不断改进，有望实现规模化生产，降低成本，进一步拓宽其应用领域。
总之，光致形变液晶高分子（LCP）材料作为一种具有优异性能的高分子材料，具有广泛的应用前景和市场潜力。
应用于微波领域的液晶材料调查研究
应用于微波领域的液晶材料调查研究郝晓春 李娟丽 王振宇(西安近代化学研究所 陕西西安 710065)摘要：随着科学技术的不断发展，液晶介质已较为普遍应用于光电显示器当中。
因此，该文介绍了应用于微波领域的液晶材料及其应具备的物理特性，以及目前研究发展的瓶颈。
调查了液晶材料在微波器件领域应用的具体情况，梳理国内外在该领域专利布局较多的机构，对这些机构申请的专利情况进行调查，并对液晶材料的发展趋势进行总结并提出后续研究的相关建议。
关键词：微波器件 液晶材料 低介电损耗 微波领域中图分类号：O753+.2文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)16-0116-04Investigation on Liquid Crystal Materials Applied to the MicrowaveFieldHAO Xiaochun LI Juanli WANG Zhenyu(Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Xi'an, Shaanxi Province, 710065 China)Abstract:With the continuous development of science and technology, liquid crystal media has been widely used in optoelectronic displays. Therefore,Liquid crystal media for has been commonly used in photoelectric display, and this paper discusses the application expansion of liquid crystals. This paper introduces liquid crystal materials used in the microwave field and their physical properties and the bottleneck of current research and development, investi‐gates the specific application of liquid crystal materials in the field of microwave devices, sorts out the institutions with more patent layouts in this field at home and abroad, investigates the patent applications of these institutions, summarizes the development trend of liquid crystal materials, and puts forward relevant suggestions for follow-up research.Key Words: Microwave device; Liquid crystal material; Low dielectric loss; Microwave field微波作为一种高频率的电磁波，具有传播稳定、受干扰小等特点，是通信技术发展中重要的研究对象。
电致变色材料的研究与开发
电致变色材料的研究与开发近年来，随着科技的不断进步，电致变色材料逐渐成为了研究的热点。
电致变色材料是一种能够在外加电场的作用下改变颜色的材料，具有广泛的应用前景。
本文将从电致变色材料的原理、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、电致变色材料的原理电致变色材料的原理主要基于电场对材料的影响。
当外加电场施加在电致变色材料上时，材料内部的电荷分布会发生改变，从而导致电子的能带结构发生变化。
这种变化进而影响了材料的光学性质，使其呈现出不同的颜色。
电致变色材料的原理可以分为两种类型：电致变色液晶和电致变色聚合物。
电致变色液晶是一种在电场作用下改变分子排列方式的材料。
液晶分子具有两种排列方式：平行排列和垂直排列。
当外加电场施加在电致变色液晶上时，液晶分子的排列方式会发生改变，从而改变了光的传播方向和偏振状态，使材料呈现出不同的颜色。
电致变色聚合物是一种能够通过改变聚合物链的构象来实现颜色变化的材料。
聚合物链的构象受到外界电场的影响，当电场作用在聚合物上时，聚合物链的构象会发生改变，从而改变了材料的光学性质。
电致变色聚合物具有响应速度快、耐久性好等优点，因此在染料、光电显示等领域有着广泛的应用。
二、电致变色材料的应用电致变色材料具有广泛的应用前景，特别是在光电显示、智能眼镜、光电调节器等领域。
在光电显示领域，电致变色材料可以用于制造智能窗户、电子纸等产品。
通过改变电场的作用，智能窗户可以实现自动调节室内光线的功能，提高室内的舒适度。
电子纸则可以模拟纸张的阅读体验，具有较低的功耗和更好的可读性。
在智能眼镜领域，电致变色材料可以用于制造可调节透明度的眼镜片。
通过改变电场的作用，智能眼镜可以实现自动调节镜片透明度的功能，适应不同光线环境下的使用需求。
这种眼镜可以有效保护眼睛，减少眼疲劳。
在光电调节器领域，电致变色材料可以用于制造可调节光透过率的窗户、车窗等产品。
通过改变电场的作用，光电调节器可以实现自动调节光透过率的功能，提高室内的舒适度，减少室内温度的变化。
材料学前沿研究现状及发展趋势_杨久俊
C ircum stance and Progress Tendency on M a ter ia l Sc ience
Yang J iu2jun1, W u Ke2ru2 (1. C olleg e of C iv il E ng ineering and A rch itectu re, Z heng z hou U n iv ersity ;
第 3 期
杨久俊等: 材料学前沿研究现状及发展趋势
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单晶、微晶和非晶体半导体. 主要形态有体材料和薄 膜材料两大类, 前者主要通过直接或区熔法在外场 (如磁场) 条件下制备大直径、高均匀性和低位错的 各种导电类型的半导体晶体; 后者主要通过各种外 延和沉积方法, 如化学气相沉积 (CVD )、液相外延 (L PE)、金属有机物化学气相沉积 (M O CVD )、分子 束外延 (M B E ) 和化学束外延 (LB E ) 等, 研制多层、 异质、调制掺杂超晶格、量子阱结构、应变层超晶格 和原子层外延材料等〔2〕. 1. 1. 1 族元素半导体 指硅、锗和金刚石. 其中 硅、锗被称为第一代半导体. 随着 IC 集成度的提高, 对硅单晶的质量要求越来越高, 直径也越来越大. IBM 预测, 到 2007 年, 设计线宽将达到 0. 10 Λm , 每 个芯片上集成 10 亿只晶体管. 那时所发热量足以使 基片熔化, 量子效应也会更明显, 虽然可以有更好的 封装材料和封装技术, 但也暴露出以电子作为传输 媒质的缺陷. 最近多孔硅在室温下具有强烈的光敏 可见光发射现象的发现, 给硅从微电子学领域扩展 到光电子学领域带来了曙光[3～ 5]. 元素半导体的金 刚石, 被列为第三代半导体, 但因其高温、高压的制 备条件而使其应用受到限制. 近年 CVD 方法低温 低压下金刚石薄膜的生产, 使其作为半导体材料的 应用成为可能. 金刚石的禁带宽度为约 5. 5 eV , 电 子和空穴迁移率均较高, 且介电强度、饱和电子速 度、导热率等均优于其他半导体, 预期在高温半导体 器件、微波器件和高功率器件等领域有着巨大潜力. 因其能隙是间接的, 若能通过外延诱生的应力使它 变为直接半导体, 则在光电子学方面有广泛应用, 并 将成为无源和有源电子器件中颇有前途的材料. 1. 1. 2 - 族化合物半导体 主要指以 GaA s, InP , InGaA lP , InA lA s, GaA lA s, InA lGaA s 和 GaN 等第二、第三代电子材料. 其中以 GaA s 为代表的第 二代半导体材料, 具有电耗小、电子迁移速度高 (硅 的 5- 6 倍)、工作温度宽和光电子效应的特点. 仅其 电耗只有硅的十分之一, 就可避免在超高集成度时 基片熔化的危险, 是单晶硅无法比拟的. 尤其其二、 三、四元化合物具有连续的组分和性能参数, 能进入 能隙调制结, 建立内建场和获得热载流子注入或二 维结构, 都是硅所不能或不易做到的. 这些为新材料 和新器件的设计和功能选择提供了新的更为宽广的 可 能 性. 1993 年 2 月 日 本 电 气 公 司 就 是 用 InA lGaA s 和 InA lA s 的超晶格结构制成每秒 50 亿 到 200 亿位超高速光通讯的高灵敏度的接收装置. 以 GaN 为代表的第三代半导体化合物, 因其具有禁
光致变色材料的研究及应用进展
光致变色材料的研究及应用进展光致变色材料的研究一直是材料科学领域的热点之一、其中最常见的光致变色材料是所谓的“可逆光致变色材料”，它们可以根据外界光照的强度和波长，发生可逆的颜色变化。
这些材料中最重要的一类是热致变色材料，它们能够通过吸收光能量来改变分子结构，从而实现颜色的调控。
具体来说，当这些材料受到短波光照射时，其分子内部的电子会发生跃迁，从而导致分子结构的改变，进而导致颜色的变化。
近年来，光致变色材料的研究进展迅速。
一方面，研究人员发现了越来越多的新型光致变色材料，并对其性质和机理进行了深入研究。
例如，一种名为“钙钛矿”的材料在光致变色方面表现出了很高的潜力。
由于其特殊的晶体结构，钙钛矿材料可以通过光致变色来实现对太阳能的高效转换。
另一方面，研究人员也致力于改进光致变色材料的性能，以提高其应用的可行性。
其中一个主要的挑战是提高材料的稳定性，以保证其变色性能的持久性。
为此，研究人员通过控制材料的晶体结构、添加稳定剂等方式，有效提高了光致变色材料的稳定性。
除了在材料研究方面的进展，光致变色材料的应用领域也得到了快速发展。
其中一个重要的应用领域是可视化光学器件。
例如，光致变色材料可以用于制造可调光度的镜头。
通过对光致变色材料施加外部光源，镜头的光学参数可以进行调节，从而实现对光的传播和聚焦的控制。
这种能够实现实时调整的光学器件在光学通信、光学成像等领域有着广泛的应用前景。
此外，光致变色材料还可以用于制造可调光罩、可反射屏等光学器件，以及可调光度的眼镜、墙纸等消费品。
另一个重要的应用领域是可穿戴技术。
光致变色材料可以用于制造智能显色眼镜、智能表带等可穿戴设备。
这些设备中的光致变色材料可以根据所处环境的不同，改变自身的颜色和透明度，从而提供更好的使用体验。
例如，智能显色眼镜可以根据光照的强度和波长，调整镜片的光透过率，从而达到护眼和保护视力的效果。
通过光致变色材料的应用，可穿戴技术的功能性和舒适性得到了极大的提升。
液晶高分子材料的现状及研究进展
液晶高分子材料的现状及研究进展液晶高分子材料是一种具有高度有序排列结构的材料，具有优异的光电特性和可调节的物理性质。
随着科技的发展，液晶高分子材料在显示技术、光电器件、生物传感器等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍液晶高分子材料的现状和研究进展。
液晶高分子材料是一类由有机高分子构成的液晶材料。
液晶材料的特点在于其分子在不同的外界条件下可以形成有序排列的液晶相，包括向列相、列相、螺旋列相等。
这种有序结构赋予了液晶材料独特的光学和电学性质，使其在光电显示、光电器件和电子器件中有着重要的应用。
在光电显示技术中，液晶高分子材料广泛应用于平面显示器、液晶电视和手机屏幕。
目前，常用的液晶高分子材料主要有主链型和侧链型液晶高分子。
主链型液晶高分子是指液晶基团直接连接在高分子主链上的材料，具有较高的机械强度和热稳定性，适用于制备高分辨率的显示器。
侧链型液晶高分子是指液晶基团连接在高分子侧链上的材料，具有较好的液晶性能和可调节性质，适用于灵活显示器和可弯曲显示器。
近年来，液晶高分子材料的研究重点主要集中在以下几个方面：首先，研究人员致力于开发新型的主链型液晶高分子材料。
新型的主链型液晶高分子材料具有更高的性能和更好的耐候性，能够满足高清晰度和高亮度显示的要求。
例如，成功合成了一种高折射率的主链型液晶高分子材料，可用于制备高折射率的透明膜材料，提高显示器的亮度和对比度。
其次，研究人员还致力于改善液晶高分子材料的电光特性。
电光特性是指液晶高分子材料在外加电场作用下的响应能力，包括响应速度、对比度和视角依赖性等。
为了提高这些性能，研究人员进行了大量的工作，如改善高分子链的柔性，优化液晶基团的结构和选择适当的外加电场条件等。
另外，液晶高分子材料在光电器件领域的应用也得到了广泛探讨。
光电器件包括有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池和光致变色材料等。
液晶高分子材料具有较高的载流子迁移率和较好的电致变色特性，可以应用于高性能的光电器件中。
液晶旋光效应的研究
液晶旋光效应的研究一、引言液晶旋光效应，又称为液晶旋光现象，是液晶材料特有的光学现象之一。
液晶材料的分子是有序排列的，当外界施加电场或温度变化时，液晶分子会发生旋转，导致光的偏振状态发生改变。
液晶旋光效应在光电显示技术、激光技术等领域有重要应用。
本文将探讨液晶旋光效应的原理、应用以及相关研究进展。
二、液晶旋光效应的原理液晶旋光效应是由液晶分子的旋转引起的。
液晶分子具有长形结构，在无外界干扰下，分子会排列成有序的液晶相。
当外界施加电场或温度变化时，液晶分子会发生旋转，导致光的偏振状态发生改变。
液晶旋光效应可通过Jones矩阵形式进行描述。
Jones矩阵是一个二维矩阵，描述了光的传播方向和偏振态之间的关系。
通过计算液晶分子的旋转角度和旋转方向，可以确定液晶旋光效应的程度。
三、液晶旋光效应的应用3.1 光电显示技术液晶旋光效应在光电显示技术中有广泛应用。
利用液晶分子的旋转，可以控制光的偏振状态，从而实现灰度调节和像素控制。
当前普遍采用的TN、IPS、VA等液晶显示技术，都是基于液晶旋光效应的原理制作而成的。
3.2 激光技术液晶旋光效应在激光技术中也有重要应用。
通过控制光的偏振态，可以实现激光的调制和控制。
例如，在激光显示、激光通信、激光雷达等领域，液晶旋光效应被广泛应用于光的传输和处理过程中。
3.3 光学器件液晶旋光效应还可用于制作各种光学器件。
例如，液晶波片、液晶偏振器等器件都是基于液晶旋光效应的原理设计制造的。
这些器件可以实现光的偏振转换、相位调制等功能，广泛应用于光学通信、光学成像、光学传感等领域。
四、研究进展4.1 液晶旋光机理的研究目前，对液晶旋光机理的研究已经取得了很大的进展。
通过理论模拟和实验研究，深入揭示了液晶分子旋转的原理和规律，为进一步应用液晶旋光效应提供了理论基础。
4.2 新型液晶材料的开发为了进一步改善液晶旋光效应的性能，研究人员也致力于开发新型的液晶材料。
这些新材料具有更高的旋光效应、更宽的工作温度范围等优点，为液晶旋光效应的应用提供了更多可能性。
液晶弹性体的结构功能一体化研究进展
液晶弹性体的结构功能一体化研究进展目录一、内容简述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 液晶弹性体概述 (4)1.3 结构功能一体化研究的重要性 (5)二、液晶弹性体的基本性质 (6)2.1 液晶骨架结构 (7)2.2 弹性力学行为 (9)2.3 光学性能特点 (10)三、结构与性能关系研究 (11)3.1 构造异构体对性能的影响 (12)3.2 液晶分子排列与性能的关系 (13)3.3 微观结构与宏观性能的关联 (15)四、功能化液晶弹性体的设计 (16)4.1 功能性液晶高分子的设计 (17)4.2 生物相容性与生物降解性液晶弹性体 (18)4.3 光电活性液晶弹性体的开发 (19)五、结构功能一体化实现方法 (20)5.1 聚合物基液晶弹性体的合成技术 (21)5.2 纳米材料增强与纳米复合技术 (23)5.3 功能化液晶弹性体的制备工艺 (24)六、应用领域与前景展望 (26)6.1 在柔性电子领域的应用潜力 (27)6.2 在智能交通等领域的应用前景 (29)6.3 发展趋势与挑战分析 (30)七、结论与展望 (31)一、内容简述随着科技的不断发展，液晶弹性体作为一种新型的功能材料，在各个领域得到了广泛的应用。
液晶弹性体的结构功能一体化研究进展为该领域的发展提供了重要的理论基础和实践指导。
本文将对液晶弹性体的结构特点、制备方法、性能及应用进行详细的阐述，以期为该领域的研究者提供有益的参考。
本文将介绍液晶弹性体的定义、分类及其结构特点。
液晶弹性体是一种具有介观结构的高分子材料，其分子链通过特定的键合方式形成一种类似于液晶的相态。
根据其结构特点，液晶弹性体可以分为线性、非线性、梳状等多种类型。
不同类型的液晶弹性体在力学性能、热学性能和电学性能等方面具有不同的表现。
本文将详细介绍液晶弹性体的制备方法，液晶弹性体的制备方法主要包括溶胶凝胶法、溶液浇铸法、挤出法等。
各种制备方法在得到高质量液晶弹性体的同时，还能满足不同性能需求。
高分子液晶材料的研究现状及开发前景
高分子液晶材料的研究现状及开发前景示例文章篇一：哇塞！你知道高分子液晶材料吗？我一开始也不知道，后来老师给我们讲了，我才发现这东西可太神奇啦！我就先跟你讲讲啥是高分子液晶材料吧。
你可以把它想象成一群特别有秩序的“小朋友”，它们不像其他材料的“小朋友”那样乱糟糟的，而是整整齐齐地排着队。
就好像我们做课间操的时候，大家都站得笔直，一列一列的，特别整齐。
那现在这种神奇的材料研究得怎么样啦？嘿嘿，告诉你哦，科学家们可没少下功夫！他们发现这种材料有好多厉害的地方。
比如说，它的强度特别高，就像大力士一样，能承受很大的力量。
这要是用来做一些东西，那得多结实呀！还有哦，它的热稳定性也很棒，就像在大火里也能坚强不屈的勇士。
我们班的同学还一起讨论过呢！小明就说：“这要是用来做汽车零件，那车子不得超级耐用啊！”小红接着说：“可不是嘛，说不定还能让飞机变得更厉害呢！”那它未来的开发前景咋样呢？哎呀，我觉得那简直是一片光明啊！你想想，要是能把它用在电子设备上，那我们的手机、电脑是不是能变得又薄又好用？这就好比给它们穿上了超级厉害的“铠甲”。
还有啊，在医疗领域说不定也能大展身手呢。
比如说制造更高级的医疗器械，帮助医生更好地治病救人，那得多棒啊！难道你不觉得高分子液晶材料的未来充满了无限可能吗？反正我是这么认为的！我相信在不久的将来，它会给我们的生活带来翻天覆地的变化，让我们的世界变得更加美好！示例文章篇二：哎呀呀，什么是高分子液晶材料呀？这对我这个小学生来说，可真是个超级难的问题！不过没关系，我可以努力去搞明白。
你知道吗？我们身边有好多好多东西都是由各种材料做成的。
比如说，我们的塑料文具盒、家里的电视机外壳，还有那些漂亮的玩具。
但你有没有想过，有一种很特别的材料叫高分子液晶材料呢？我去问了我的科学老师，老师说高分子液晶材料就像是一群特别听话的“小士兵”，它们排列得整整齐齐的。
这可太神奇啦！难道它们也像我们在操场上做体操一样，会按照规定的动作排好队？听说这种材料有好多厉害的地方。
光折变材料
光折变效应
光折变效应的过程
a 电荷的产生 在空间变化的光强照射 下产生移动电荷。
b 电荷输运 其中一种载流子的传输要比另一种 更活跃。。
光折变效应
c 电荷捕获 在电荷跳跃过程中，相对空穴能量低的位 置便可以做为陷阱去捕获载流子。在陷阱 作用下，电荷载流子发生分离，空间电荷 密度重排，形成受陷电荷浓度分布。
d 空间电场的形成和折光指数的调整 根据泊松静电方程，受限电荷的分布就形成了 左图所示的正弦空间电荷场，这个电荷场相对 于受陷电荷密度分布在空间上移动了1/4光栅 波长。
高分子光折变材料
非线性光学聚合物为主体 这种体系以主链或侧链含电光活性生色团的聚合物为主体，掺入足够 浓度的低分子电荷运输体。
BisA NAS：DEH
光学位相共轭器件 位相共轭波是在振 幅、位相（即波阵面）及偏振态 三个方面与入射光波互为时间反 演的光波，它能消除 光折变聚合物材料
1990年瑞士联邦理工学院的研究者在COANP晶体中掺杂100 ppm TNCQ。 虽然有机晶体有较小的εr,但是生长高质量的掺杂有机晶体同样也是一件很 困难的事,并且其光折变性能并不是很理想。 相对于无机和有机晶体,聚合物材料的掺杂和人为设计、改性是非常容 易的。而且聚合物还可以很容易地制备成各种结构:如各种厚度的薄膜结构, 以及目前正在研制的多层膜叠加形成的体材料结构。聚合物的非线性可以 通过掺杂非线性生色团在外场极化下产生。这相对于无机晶体只能在无对 称中心的晶体结构中选择要广泛得多。此外,光折变效应对材料所要求的光 电导特性可以由光电导聚合物来提供。由于聚合物在光电导性和非线性两 方面的理论、实验和材料的研究已经比较成熟,所以人们企图通过二者合成 具有光折变效应的聚合物是很现实的。
2 高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性、线膨胀系数小、成型收缩率低
新型液晶材料的研究与应用
新型液晶材料的研究与应用近年来，随着科技的发展，液晶显示技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
各种类型的电子设备中，液晶显示屏已经越来越普及，这离不开新型液晶材料的研究和应用。
本文将介绍新型液晶材料的研究和应用背景、研究现状以及未来发展方向。
一、新型液晶材料的研究和应用背景液晶（Liquid Crystal）是介于固体和液体之间的物质，具有介于晶体和液体的特殊光学性质，使其能够用于显示技术。
液晶材料一直是液晶显示技术中的关键部分，液晶显示技术的进步离不开新型液晶材料的研究和应用。
传统的液晶材料一般采用碳氢化合物，这种材料存在一些问题：首先，由于它们是有机化合物，因此它们可能在高温下失去稳定性；其次，它们也容易分解，从而导致相应的电子设备的寿命缩短。
这些问题的存在，激发了研究人员探索新型液晶材料的方法，并且已经取得了一定的进展。
二、新型液晶材料的研究现状1.氧化物液晶材料氧化物液晶具有高高的透明度和较大的电容量，可以大幅提高电子设备的性能。
这些氧化物液晶材料通常由掺杂铕、铽、钇或镧等元素的锰氧化物和锂氧化物等组成。
这种材料的作用是，在外部电场作用下形成一个液晶相，使其显示更加清晰。
2.二维液晶材料二维液晶材料是一种具有特殊的液晶形态的材料，由于其分子排列的特殊性质，具有许多优秀的光学性质，比如更深色、更饱和的颜色和更高的对比度。
这些特性可以被应用于更清晰、更生动的显示。
3.金属-有机骨架液晶材料金属-有机骨架液晶材料是由金属离子和有机物质形成的晶体结构，在这种材料中，有机分子和金属形成的骨架之间存在着液晶相位，这种液晶相位极为稳定，不易失效，从而使得生成的显示设备更加稳定。
三、未来发展方向随着新型液晶材料研究的深入，其应用领域也在不断拓展和扩大。
未来，新型液晶材料的研究应该朝着以下几个方向发展：1. 研究更加稳定、易于制备、易于加工和更高性能的液晶材料，进一步拓展液晶材料的应用领域。
2. 针对液晶显示技术的未来发展方向，探索新技术、新材料，加快液晶显示技术的更新换代。
光折变液晶材料的研究进展
（ ｅｉｇＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂ ｉｎ ００ ２ ｈｎ ） Ｂ ｉｎ ｉｅｓ ｙｏ ｈ ｏｏｙ ｅｉｇ１ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｊ ｔ Ｔｅ ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｔ ｅ ｂ ｓｃ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｓｒｃ ： ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｈ ａ ｉ ｏ ｃ ｐ ｉｎ， ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｃ ａ ｉｍ ａ ｄ ｃ ａａ ｔｒ ｏ ｎ ｈ ｒ ｃｅ ｆ ｐ ｏ ｏ ｅｒ ｃｉｅｌ ｕｄ ｃｙ ｔ ｌｍａ ｅｉｌ ｃｏ ｄｎ ｏ ｐ ｏ ｏ ｅｒ ｃｉｅ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｌ ｕｄ ｈ ｔ ｒ ｆａ ｔ ｉ ｉ ｒ ｓａ ｔｒａ ，ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈ ｔ ｒ ｆａ ｔ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｉ ｉ ｖ ｑ ｖ ｑ
光折 变 液 晶材 料 的研 究 进 展
＊
白俊 霞 ， 郝
（ 北京 工 业 大学 ， 北京
伟
１０ ２ ） ０ ０ ２
摘 要 ： 绍 了液 晶材料 光折 变效应 的基本 概念及基 本机理及 特 性 ， 据光折 变液 晶材料 的发展 ， 介 根
分 别对掺杂 染料 的液 晶、 聚合物 分散 液 晶 、 杂铁 电材 料 液 晶等 几 种 液 晶材 料 的光 折 变 效应 的 掺 各 个发展 过程及 其存在 的 问题和研 究现 状作 了较 为详 细的 阐述 ， 并展 望 了其今 后 的 实际应 用及
２ 液晶材 料 光 折变 效 应 的 基本 原 理 及 特 点
液晶材料的光折变效应可分为四个过程 ， 如图 １ 所示 ： １ （）在非均匀光照射下， 物质见光区域产生可 移动的 电荷 ；（）产生 电荷 的输运 ；（）捕 获 中心俘 获移 动 的 电荷 ， 成非 零 的空 间 电场 ；（）在空 间 电 ２ ３ 形 ４
光折变聚合物材料简介
感光高分子课程论文题目：感光高分子——光折变聚合物材料简介化学与材料工程学院高分子材料与工程专业学号XXXXXXX学生姓名KITTY指导教师二〇XX年X月感光高分子课程论文摘要本文主要从光折变聚合物材料的发展历程、组成成分以及应用三大部分对光折变聚合物材料做了简单的介绍。
光折变聚合物已有二三十年的发展历史，其组分主要是生色团、光敏剂、聚合物和增塑剂，应用部分主要介绍了其在光纤传感、光开关和全息存储方面的用途，光折变聚合物材料的全息存储由于技术手段上的不足还未得到广泛的应用。
关键词：光折变材料；聚合物；全息存储ABSTRACTIn this article, it mainly includes three parts: the development process, the components andthe application of the photorefractive polymer materials.The development history of photorefractive polymer is already three decades, and its main componentsarechromophore, photosensitizer, polymer and plasticizer. In the application part, its fiber optic sensing, optical switches and holographic storage are introduced.Due to lack of technical means, the holographic storage of photorefractive polymer materials has not yet been widely used.Keywords: Photorefractive materials; polymer; holographic storage1 引言1.1 光折变材料的定义光折变效应（photorefractive effect, PR）是指在非均匀光的照射下，通过空间电荷场的形成和电光非线性所引起的材料折射指数的空间调制的现象。
浅谈全息技术的发展及前景
浅谈全息技术的发展及前景摘要：从全息思想的提出至今已经有半个多世纪的历史。
期间，全息技术的发展取得了很大的成就。
梳理一下全息技术的发展以及当今的研究和应用现状，有助于我们深入了解全息技术对生产、生活的重要影响以及其今后的发展方向。
关键词：全息；防伪；存储1.引言全息技术一门正在蓬勃发展的光学分支，主要运用了光学原理，是一种不用透镜，而用相干光干涉得到物体全部信息的二部成像技术。
如果说全息技术在照相方面的应用与普通照相技术的最大区别，那就是全息技术能够利用激光的相干性原理，将物体对光的振幅和相位反射（或透射）同时记录在感光板上，也就是把物体反射光的所有信息全部记录下来，并能够再现出立体的三维图像。
也就是全息技术所记录不是图像，二是光波。
全息技术近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中，特别是在现代测试、生物工程、医学、艺术、商业、保安及现代存储技术等方面已显示出特殊的优势。
随着全息技术的快速发展，全息技术的产品正越来越多地走向市场、应用于现代生活中。
2.全息技术的发展简介全息照相技术是1948年英国科学家丹尼斯·伽伯为改善电子显微镜成像质量提出的重现波前的理论，并因此获得了诺贝尔奖。
但当时由于缺乏纯净的能够相互干涉的光，全息图的质量很差。
直到十二年以后的1960年，激光器问世，美国密执安大学的埃梅蒂·利斯与朱里斯·尤佩尼克拍成了第一张全息相片，全息技术才有了蓬勃快速的发展。
全息术的发展大约可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等4个阶段。
同轴全息术是伽伯当时采用的技术，这一阶段主要是在1960年激光器出现以前。
这种技术获得的物体的再现像与照明光混在一起，不易观察。
1948年，伽伯为提高电子显微镜的分辨率，在布拉格的“x射线显微镜”、泽尼克的相衬原理的启示下，提出了一种用光波记录物光波的振幅和相位的方法，并用实验证实了这一想法。
光折变聚合物材料发展空间大
防 静 电 涂 料
导 电性氧化锌 左旋糖 （ 有还原性糖 ） 具 展色剂 （ 固体计）
３ ． ５０ ０ ３ ．５ １． ５０
轻质 碳酸钙
色料
丙酮
适量
０ ３—１ ．
４ ０
性 能及 用途 ： 于 需要 防静 电处理 的 天井 、 面 、 纸 、 用 墙 壁 床
面、 仪表类的玻璃 、 电视机及其他家 电等 。涂膜平整 。
纳米 ＳＯ 尺 寸小 、 ｉ， 比表 面积 大 、 面 羟基 含量 高 且能 耐 高 表 温， 将其 引入 聚 氨酯 （ ｕ） 系可 显著 改 善 聚氨 酯 的力 学 性 能 Ｐ 体 （ 如拉 伸强度 ） 热学性 能 （ 、 如热分解 温度 ） 光学性 能 （ ｕ 、 如 Ｖ吸 收 率 ） 耐 磨 损 及 耐 刮 伤 性 能 、 老化 性 能 、 成 高 性 能 纳 米 、 抗 合 ＳＯ ／ ｉ ，聚氨酯 杂化 材料成为 当前合成材料 的研发热 点。其合 成方 法有 ３种 ： 共混法 、 原位聚合法 、 溶胶 一 凝胶 法。
性能及用途 ： 涂料 具有 固化温 度低 、 该 干燥 性能 好 、 附着 力 强、 增强效果好 和耐化学腐蚀性优 良等特点 。
发泡型 防火涂料
脲醛树脂 酸性磷酸 一Ｂ一氯代乙基酯
二 乙醇 胺 三聚氰胺
１ ． ００ ２ ． ００
１ ． ００ ３４ ． １． ６２ ６０ ． ２０ ．
发展潜力 ， 研发的热点 。 是
甲醛 （７ ） ３％ 尿 素 盐 酸 （ １ １： ）
性能及用途 ： 该涂料涂膜透 明性好 ， 湿性 、 耐 耐裂性 、 防火性
优 良。
膨胀型 防火涂料
苯磺 酰 胺 ５ ． ００
【国家自然科学基金】_光折变非线性光学_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2013年 序号 1 2 3 4 5 6
科研热词 非线性光学 空间二次谐波 波导周期 光源数量 光束强度 光折变晶体
推荐指数 1 1 1 1 1 1
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3
2011年 科研热词 应用 咔唑 光电材料 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 推荐指数 非线性光学 2 质点振荡模型 1 表面波模 1 表面波 1 自偏转 1 离散系统 1 离散孤子 1 微扰法 1 屏蔽明孤子 1 孤子对 1 哈密顿屏蔽孤子 1 全息屏蔽孤子 1 光折变非线性光学 1 传播常数 1 交变电场 1 二维非线性薛定谔方程 1 4步peaceman-rachfor差分方案 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词 非线性光学 光折变效应 部分空间非相干 载流子陷阱 聚乙烯咔唑 综述 空间孤子温度特性 热激电流 材料 时间行为 孤子波导 双光子光折变效应 光致异构空间孤子 光折变表面波 光折变空间孤子 光折变介质 光伏效应 低振幅 tm波 te波
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 非线性光学 光折变效应 近红外光 空间电荷场 温度特性 液晶体系 有机光折变 掺杂体系 屏蔽空间孤子 双光子光折变效应 分子玻璃 准连续光近似 全功能聚合物 光栅 光伏效应 偏振方向 in:fe:linbo_3晶体
推荐指数 5 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
光致变色聚合物的研究及其在光学显示器上的应用
光致变色聚合物的研究及其在光学显示器上的应用在现代科技领域，光学显示器已经成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。
而光致变色聚合物的研究则是光学显示器技术的重要支撑之一。
在本文中，我们将深入探讨光致变色聚合物的研究与其在光学显示器上的应用。
一、光致变色聚合物的研究光致变色聚合物是一种可以通过光的作用引起颜色变化的聚合物材料，具有独特的机械和光学性质。
常见的光致变色聚合物有烷基杯[5]芘（BCP）、杯形菁（TPA）、聚合物反转模拟显影（PIMA）等。
研究表明，光致变色聚合物的颜色变化是由于电子在聚合物分子中转移和激发过程中的光学变化引起的。
在合适的光波长下，电子可以被激发到高能级状态，导致化学键的断裂和重组，从而引起材料的颜色变化。
此外，光致变色聚合物还可以通过控制材料的分子结构，来调控其光学性质和颜色变化效果。
在光致变色聚合物的研究中，除了理论模拟和实验研究外，大量的工程应用也得到了广泛的重视。
例如，在红外线探测、分光仪、激光器等领域中，光致变色聚合物都有着广泛的应用价值。
二、光致变色聚合物在光学显示器上的应用光学显示器是一种利用光学原理将信号转换为图像的显示设备。
而光致变色聚合物的特殊性质使其成为一种优秀的光学显示器材料。
具体应用包括以下几个方面。
1. 电子墨水光致变色聚合物可以作为电子墨水的重要组成部分，将其应用于电子阅读器、平板电脑等电子设备中。
在这些应用场合中，光致变色聚合物可以通过光的作用来实现文字和图案的显示。
当电子设备切换到黑白模式时，光致变色聚合物会通过光的作用变为白色，而在彩色模式下则会变为不同的颜色，从而实现高清晰度的显示效果。
2. 液晶显示屏光致变色聚合物还可以应用于液晶显示器领域。
在液晶显示器中，通过将光致变色聚合物纳入液晶分子中，在电场作用下，液晶分子的排列方向可以改变，从而实现颜色和图像的变化。
此种方法不仅能够提高液晶显示器的显示效果，还可以降低电压的要求，减少能耗。
日设计出首台光学心脏起搏器
该技术 的一项潜 在应 用是 研究 心脏肌 肉中的非协调 性 收缩 。一般 情况 下 ， 脏肌 肉 以一 种高度 协调 心 的方式收缩 ， 这使得 心脏将 血 液泵人血 管 。但对某 些人 来说 ， 这种 跳 动 的协调 性 失灵 ， 成心脏 不规 则地 造
日本 大阪 大学 的一个科 学 家小组在 《 学快报 》 光 上发 表文 章 ， 述 了世 界 上首个 光 学 心脏起 搏器 的原 描 理 。研究 人员发 现很 短 的强 激光 脉 冲有 助 于控 制心 脏肌 肉细胞 的跳动 。该 技 术 为 在 实验 室 控 制心脏 肌 肉细胞 提供 了一 个工具 ， 这项 突破 也将 帮助科 学家更好 地理解 心脏 肌 肉收缩 的机理 。 该研究 的领 导者尼 古拉斯 ・ 密斯 表示 ， 大量 的激光 能量 在很 短 的 时 间里透 过 这些 细胞 可获得 巨 史 将
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第30卷 第3期2008年6月光 学 仪 器OP TICAL INSTRUM EN TS Vol.30,No.3 J une ,2008 文章编号:100525630(2008)03200832053收稿日期:2007210209作者简介:白俊霞(19812),女,山西汾阳人,硕士研究生,主要从事新型材料的研究。
光折变液晶材料的研究进展3白俊霞,郝 伟(北京工业大学,北京 100022)摘要:介绍了液晶材料光折变效应的基本概念及基本机理及特性,根据光折变液晶材料的发展,分别对掺杂染料的液晶、聚合物分散液晶、掺杂铁电材料液晶等几种液晶材料的光折变效应的各个发展过程及其存在的问题和研究现状作了较为详细的阐述,并展望了其今后的实际应用及发展方向。
关键词:光折变;液晶材料;光电效应;液晶聚合物中图分类号:O 43 文献标识码:AThe developing of photorefractive liquid crystal materialB A I J unx i a ,H A O W ei(Beijing University of Technology ,Beijing 100022,China )Abstract :This paper int roduced t he basic conception ,mechanism and character of p hotoref ractive liquid crystal material ,according to p hotorefractive t he develop ment of liquid crystal materials ,respectively ,in dye 2doped liquid crystal ,polymer dispersed liquid crystal and ferroelectric liquid crystal material separately ,and laid out t he problem of different liquid crystal and research on t he stat us of it at t he same time ,we prospected t he application and develop ment direction of liquid crystal material.K ey w ords :p hotorefractive ;liquid crystal material ;p hotoemission ;polymer liquid crystal1 引 言光折变效应(p hotoref ractive effect )是光致折射率变化效应(p hoto 2induced refractive index change effect )的简称[1],当照射到非线性光学材料上的光发生变化时,物质内部电荷发生非均匀的重新分配,使得物质的折射率发生变化的现象。
它在高密度光学信息储存、多媒体技术、相共轭、全息图象加工、中性网络的模拟、畸变图像的复原以及程序互联等方面具有重要的潜在应用价值。
2 液晶材料光折变效应的基本原理及特点液晶材料的光折变效应可分为四个过程,如图1所示:(1)在非均匀光照射下,物质见光区域产生可移动的电荷;(2)产生电荷的输运;(3)捕获中心俘获移动的电荷,形成非零的空间电场;(4)在空间电场作用下,物质折射率发生变化[2]。
光折变效应主要有两个显著的特点,其一是光折变效应的大小只与入射光子的能量有关系,与光强没 光 学 仪 器第30卷 关系,其二是对光强的非空间定域响应,折射率光栅与入射的光强分布之间存在一个相位差,这个相位差的存在是光束发生耦合作用的原因所在。
图1 光折变效应的基本机理Fig.1 Mechanism of photoref ractive 光折变效应先后在某些铁电和非铁电氧化物中发现,在一些半导体材料、量子阱材料、电光陶瓷材料中也发现了光折变效应[2]。
直到上世纪90年代初,光折变材料主要集中在无机晶体材料上。
这使得人们对光折变效应及其应用的研究受到很大的限制。
相对于晶体,聚合物材料的掺杂和人为设计、改性是非常容易的,而且聚合物还可以很容易地制备成各种结构,同时聚合物的非线性可以通过掺杂非线性声色团在外场极化下产生。
另外,光折变效应对材料所要求的光电导特性可以由光电导聚合物来提供。
由此,人们通过这种理论来应用具有光折变效应的聚合物[3,4]。
自从1991年Ducharme [5]等在聚合物系统中首次发现了光折变效应以来,人们对有机聚合物光折变效应的研究在光折变效应机理方面取得了很大的进展。
由此,有机光折变的研究工作迅速发展起来,原因是高分子材料非常易于掺杂多种功能组分,化学方法将功能组分接到高分子结构上也较容易实现,但这些材料一般需要外加高的直流电场(50～100V/μm ),如果一个器件膜厚50μm 的话,就需外加3～6kV 的电压,这样既不安全又不是很方便。
前期,主要也是进行光折变聚合物的研究,但随着实验的进展,现发现其主要的三个缺点:(1)光折变聚合物的玻璃转变温度难以把握;(2)聚合物的工作电压过高;(3)聚合物的系统稳定性很差。
目前报道的高性能光折变聚合物大多是玻璃转变温度低多组分掺杂体系,它们往往由于某一组分的结晶而造成相分离.那些含有大量掺杂小分子的聚合物体系,通常在样品合成后的几天到几个月内就发生相分离和析晶现象,严重影响了材料的电学和光学性质。
3 几种液晶材料的研究进展及其存在的问题液晶的种类有很多种,如向列相、胆甾相、近晶相等[6]。
由于液晶的独特结构和分子排列,液晶材料本身就是良好的非线性生色团,具有很强的双折射性,故并不需要非线性光学掺杂就能观察到明显的取向光折变效应;另外,由于液晶分子产生非线性效应的电压要求要比聚合物材料低很多,响应时间比聚合物快,故液晶分子可在较宽的波长范围内获得光折变效应,最主要的是向列相液晶。
液晶分子倾向于平行排列,・48・ 第3期白俊霞,等:光折变液晶材料的研究进展 向列相液晶是一种高性能的非线性光折变材料。
在过去的十几年中,人们对向列相液晶材料进行了广泛的研究。
1994年,Khoo 等人[7]发现在纯的5CB 中掺入少量的C 60,在低直流电压驱动下观察到较良好的光折变性质。
较其他掺杂双折射生色团的高聚合物而言,该材料全是由狭长的棒状分子构成,因而能够产生更大的双折射效应。
此外,虽然向列相液晶具有一定粘度,但它的方向性仍可保证在空间电荷场中产生较大的取向位移。
液晶材料光折变机理研究包括两个方面:其一使空间电荷场的形成过程;其二是所形成的空间电荷场通过线性电光效应和双折射效应改变材料折射率的过程。
为了能够更好地利用聚合物液晶这种光折变非线性材料,有必要对液晶的取向光折变特性进行深入的研究,与其他光折变材料相比液晶材料产生光折变效应的机制显得复杂一些。
3.1 掺杂染料液晶在光折变液晶材料中,光的吸收可以是由于液晶本身,但在可见光区的显著吸收通常是借助在系统中加入染料来诱导的,掺杂染料的液晶(宾-主混合物)现在以有重要的应用,染料通常是偶氮,它们溶解在液晶中倒几个百分点的浓度,表现出明显的光稳定性[8]。
90年代末至今,掺染料液晶的光折变效应受到较大的关注,人们曾在光敏聚合物或各向同性聚合物,如偶氮染料,光栅可直接写入样品,而且可通过交流或直流外加电场改变气衍射效率。
但该光栅只能存在几个小时,在液晶中直接掺杂可延长光栅寿命,如在液晶中掺入C 60(0.05%)可在外加直流电场下形成永久光栅,但是在关闭外加电压后,衍射效率就会下降。
而掺杂染料液晶(如掺杂甲基红MR 的5CB )具有较大的光学非线性,即只要40mW/cm 2的光强就可以产生光栅衍射且折射率改变系数达到6cm 2/W ,而且可通过改变记录时间长短或入射光强度产生永久或瞬时光栅;在3mW/cm 2的入射光强下,300s 可建立永久光栅;而17mW/cm 2入射光强下,写入时间只需1s ,更高的入射光强,甚至可使写入时间达到纳秒量级。
另外,由于染料分子在可见光区域的吸收作用,使得样品在写入光波长为488nm 时吸收系数达到416cm -1;在写入光波长为632nm 时吸收系数相对较小,为20cm -1。
可以看出利用向列相液晶5CB 这种性能优良的非线性光折变材料,掺杂少量的光敏剂即可在无外加电场或磁场作用下表现出很强的非线性。
其取向光折变效应主要来自于光激发染料分子,即偏振光相干涉后在亮区照射染料分子后发生顺反异构现象,染料分子最终将沿着与光的偏振方向垂直的方向排列,从而带动液晶分子发生偏转,而暗区的分子发生偏转几率很小,从而形成折射率周期变化的光栅[9]。
由于染料分子的光电转换特性,使染料分子吸附在样品表面而且很可能是光诱导排列,所以染料高掺杂的样品中建立的永久光栅在几个月内都不会又变化,甚至均匀光照,加外电场,加热都不可将其擦除。
而此样品的另一特点就是在交流电压下产生光栅。
此类样品在全息照相、数据存储等方面具有广阔的应用前景。
2006年Kesti T 和G olemme A [10]报导了一种以PV K 为基体的一种向列相液晶,报导了在10Hz 左右的交流电压下的光折变效应,并测出其在不同直流和交流电压下二波耦合的变化,进一步地优化了液晶聚合物的光电性能,使得液晶材料在光电应用方面有了一个新的突破。
3.2 聚合物分散液晶在向列相液晶中掺杂了少量的聚合物单体,在外加低直流电压下即可形成一种透明的、各向异性的凝胶状材料,这种新型的光折变材料称之为聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystals ,PDL C )。
它不仅具有液晶的大双折射以及重取向等优良性能,且由于掺杂的给体和受体的离子传输以及陷阱形成的作用,在向列相液晶内形成了折射率光栅,因此成为一种极具发展潜力的新型光折变材料。
研究发现掺杂给体和受体的混合物在外加一定的直流电压时出现了最大达六级的衍射波,并且测量发现该材料在二波作用下形成的栅格能够维持稳定数小时而无明显衰减。
衍射效率可达到58%,是一种具有发展潜力的光学功能材料[11]。
1996年,Khoo [12]提出了C 60和染料掺杂的向列相液晶中的取向光折变效应(orientational p hotorefractive )的基本机制,即向列相液晶的空间电荷场是由于电荷载流子的浓度梯度引起的扩散和外加电场作用产生漂移使载流子产生空间非均匀分布引起的。
空间电荷场和外加电场对液晶分子的力矩作・58・ 光 学 仪 器第30卷 用使液晶指向矢重新取向,产生了光致折射率改变,形成光栅。