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********3.8液晶liquidcrystal
液晶:兼具晶体和液体性质的过渡中间相态,这种相态称为液晶态,处于液晶态的物质就称为液晶。液晶就是液态晶体,它具有与晶体一样的各向异性,同时又具有液体的流动性。液晶有序度是介于固体晶体和短程有序的液体之间。液晶广泛应用于电子显示器件以及非线性光学方面,对于分子量较小的液晶材料,人们已经研究的较多,通常称为单体液晶,以区别于迅速发展的高分子液晶材料。**结构特征液晶材料液晶的分子排列与晶体类似,具有方向性。同时与普通液体类似,具有流动性。在电场或磁场作用下,可以改变液晶的方向。物质的第四态*液晶的研究始于1888年,但液晶的研究至1963年才开始活跃,特别是1968年美国RCA公司等发表了液晶在平面电视和彩色电视等方面有应用前景的报道之后,才开始了液晶复兴时代。上述液晶的研究都局限于小分子有机化合物。高分子液晶的大规模研究工作起步较晚,杜邦公司于1972年合成了芳香族聚酰胺,并采用液晶纺丝技术制成了高强高模的有机纤维Kevlar-29和Kevlar-49,标志着高分子液晶的研究进入了一个新的时期。*目前已经发现很多刚性和半刚性的高分子以及某些柔性高分子和生物高分子都具有液晶行为。高分子液晶在高强高模纤维的制备、液晶自增强材料的开发、光电以及温度显示材料的应用以及生命科学的研究等方面,已经取得了迅速的发展。*但高分子液晶理论的研究目前仍处于较低的水平,高分子液晶门类众多,目前尚不能有哪一种理论模型能够解释一切高分子液晶的行为。高分子液晶已经成为功能高分子材料的一个重要组成部分,高分子液晶的研究也成为当今功能材料研究的一个热点。液晶和塑晶的分类晶体和液体之间即存在着两种中间状态:像晶体的液体称为液晶;像液体的晶体称为塑晶。晶体熔化时会产生两种无序作用:平动作用和转动作用。液晶是先熔化失去平移对称性,进一步升高温度后产生转动。塑晶是先进行转动,这时从统计的角度看依然保持平移对称性,再升温后熔化而失去平移对称性。塑晶:在塑晶中分子的重心依然保持周期性的点阵结构,仍具有晶体的平移对称性,本质上仍是晶体。分子特点和运动:球形;可以在平衡位置自由转动;热性质:熔化熵小;液态存在温度范围小;固-固之间的相变储热。液晶:有一类有机化合物晶体在加热过程中,到达某一温度T1时,熔化成粘稠状而稍微有些混浊的液体,继续加热到更高温度T2时将会变成透明的液体;偏光显微镜观察发现,在T1和T2之间所形成的混浊液体具有明显的纹理,呈光学的各向异性,称之为液晶。液晶的特性液晶是固、液之间的中间物质状态,兼具液体和晶体的物理特性。液晶分子不具有平移对称性,但分子平行排列,沿某一方向长程有序。分子特点:形如棒状,长宽比在4~8之间分子量在200~500;约几个纳米的分子;分类:低分子液晶和高分子液晶(分子量);热致性液晶、溶致性液晶、压致性液晶和流致性液晶(物理条件);液晶材料液晶不但可以由某些有机化合物加热溶解后生成,而且可由某些有机化合物在一定的溶剂中溶解后生成。液晶的分子应该满足三个基本要求:(1)分子结构形状为棒状或平面形;(2)分子有一定极性;(3)适当的长宽比例。目前已知的液晶都是有机化合物,分子的形状有长棒形和圆盘形两种,长棒形液晶材料较早地被应用,均六苯酚的酯类化合物具有盘状液晶性质。几种液晶化合物的相转变温度*高分子液晶液晶按照分子链的长短可以分为:单体型液晶聚合物型液晶按照液晶的分子排列形式来分类可分为:近晶型液晶、向列型液晶胆甾型液晶根据液晶的分子特征来分类则可以分为:纵向型、垂直型、星形、盘型、梳形以及混合型等等。**1按照分子在空间的排列顺序分类1)近晶型液晶近晶型液晶在结构上最接近固体晶相结构,分子排列成层,层内分子长轴互相平行,但分子重心在层内无序,分子长轴与层面垂直或倾斜排列,分子可在层内前后、左右滑动,但不能在上下层间移动。分子呈层状排列;分子长轴大致垂直于层面方向,层间顺向排列;黏度大,对电场应答速度慢;光记忆。由于分子运动相当缓慢,近晶型中间相非常粘滞,通常用符号S表示,是二维有序的排列,在粘度性质上仍然存在着各向异性。**近晶型(层状):棒状分子互相平行排列为层状结构,层间可相对滑动,而垂直层面方向的流动困难。其粘性最大。*2)向列型液晶向列型液晶结构中分子相互间间沿着长轴方向保持平行,但其重心位置是无序的,不能构成层片。刚性中心分子,柔性尾链;分子大致以长轴方向平行排列;黏度小、应答速度快;液晶显示。因此向列型液晶是一维有序的排列,分子可以上下左右前后滑动,特别是
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