受美国空军科学研究署资助,科罗拉多大学的研究人员证明非液晶单体可改善胆甾相液晶的电光特性。

液晶因具有各向异性、易于改变分子取向而改变折射率的特性,广泛用于光束控制领域。胆甾相液晶是各层分子轴方向与邻接层的分子轴方向都略有偏移,液晶整体形成螺旋结构的液晶材料。胆甾相液晶通常由添加手性添加剂的向列液晶制成,且胆甾相液晶中小浓度单体的聚合可以稳定液晶反射状态。这里,研究人员利用非向列液晶单体制备了聚合物胆甾相液晶。这些单体包括RM82、1,6-己二醇二丙烯酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5-Octafluoro-1,6-己二醇二丙烯酸酯、2倍/3倍/4倍(乙二醇)二丙烯酸酯。将单体与负介电向列液晶混合物、左手手性掺杂剂、光引发剂混合,通过毛细管填充到低于其各向同性温度的热板上的容器,再冷却至室温,最后在紫外光下聚合。测试表明,聚合物网络在胆甾相液晶中保留了结构手性,施加电场时,聚合物使网络变形保持稳定,由此促进了液晶分子间的耦合,提高了电光响应。

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这项研究证明非液晶单体可以提高胆甾相液晶的电光特性,可扩大胆甾相液晶的应用领域。

论文:Electrically driven reprogrammable phase-change metasurface reaching 80% efficiency