【摘 要】
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胆甾相液晶的发现最早可追溯到1889年,由Friedel等人命名,其因独特的空间螺旋结构而备受关注。生活中常见的液晶类型有向列相液晶、近晶相液晶和胆甾相液晶。胆甾相液晶与前两者不同之处在于其分子结构中多了手性基团,可由向列相液晶添加手性分子获得。胆甾相液晶分子以层状排列,每层分子都有其特定的排列方向。由于手性基团在分子中的垂直排列,使得相邻分子层间产生了一定的空间夹角,从而形成了独特的螺旋空间排列
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胆甾相液晶的发现最早可追溯到1889年,由Friedel等人命名,其因独特的空间螺旋结构而备受关注。生活中常见的液晶类型有向列相液晶、近晶相液晶和胆甾相液晶。胆甾相液晶与前两者不同之处在于其分子结构中多了手性基团,可由向列相液晶添加手性分子获得。胆甾相液晶分子以层状排列,每层分子都有其特定的排列方向。由于手性基团在分子中的垂直排列,使得相邻分子层间产生了一定的空间夹角,从而形成了独特的螺旋空间排列结构,表现出其他物质所没有的物理特性,如旋光性、选择反射性以及圆偏振二色性等。这些良好的性质,使其可以广泛应用于各种领域,如显示、信息、传感等。然而,通常情况下胆甾相液晶表现为液态,分子流动性强,稳定性较差,且易受温度影响。胆甾相液晶聚合物属于高分子材料,由胆甾相液晶掺入少量单体,经紫外聚合制备生成。其不仅具有胆甾相液晶所具备的一切光学性质,而且具有较好的温度稳定性。本文研究了基于聚合物胆甾相液晶（PCLC）的两类非平面结构:PCLC微盘薄片和PCLC柔性薄膜。利用激光测试系统和拉伸测试系统,分别探究了两类结构的光学特性,并阐述了它们在微激光器、防伪识别、柔性器件以及智能设备方面的应用。论文的研究内容主要包含以下两个部分:（1）采用湿法刻蚀技术制备了截面呈梯度变化的离心微流芯片,然后将毛细管同轴微流控装置制备出的液晶液滴注入芯片中,经离心、光聚合后,获得大小可控的PCLC微盘薄片。为了探究不同染料掺杂方式对PCLC微盘薄片光学特性的影响,利用离心微流控技术制备了聚合前直接掺杂染料和聚合并经“冲洗-填充”后再掺杂染料的两种PCLC微盘样品。具体内容包括:相同离心条件下,液滴初始大小与离心聚合后微盘尺寸的关系;不同厚度微盘薄片的激光特性;温度变化对微盘激光特性的影响;“冲洗-填充”过程中,微盘在不同阶段的反射带偏移;计算“冲洗-填充”PCLC微盘激光光谱的半高宽,转化成唯一识别的条形码。（2）PDMS基底经过氧等离子体处理,再利用化学交联反应形成-Si-O-Si-键,将液晶聚合物层粘附在PDMS表面,制备出PCLC柔性薄膜。本文制备了两种分别使用含E7和XH154T7023液晶的PCLC薄膜,分别研究了 PCLC柔性薄膜的光学特性并探究对PCLC柔性薄膜表面改性的可能性。具体内容包括:柔性薄膜在不同拉伸程度下的反射特性;厚度对柔性薄膜拉伸特性的影响;利用“向量-积分”法仿真含E7液晶的PCLC薄膜在拉伸程度≤0%状态下的反射特性;液晶XH154T7023的PCLC柔性薄膜,经“冲洗-填充”固化胶NOA61改性后不同拉伸状态下的反射特性。
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