最新刊期
      2024 年 第 39 卷 第 12 期

        液晶光学器件

      • “据最新报道，液晶在光学微腔中的应用研究取得重要进展，为光学通信和信息处理带来新的研究机遇。”
        翟晓坤,王冬雪,邢淳梓,杨新苗,艾强,魏静,杨晨曦,李宇杰,戴海涛,马学凯,高廷阁
        2024, 39(12): 1581-1591. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0220
        摘要：近年来，液晶在光学微腔中的应用研究正成为一个前沿研究热点。高品质因子光学微腔可实现光的高度操控和调制，而液晶材料提供了额外的可调谐性和光学各向异性，丰富了光场调控物理机理。本文总结了液晶在光学微腔中的研究进展，特别关注了通过电场调控液晶分子取向以改变微腔内光场分布的特性，这一物理机制在偏振态调制等多个领域展现出了巨大潜力。其次探讨了液晶微腔光子学的最新研究动态，包括非厄米光子学、拓扑光子学以及CsPbBr3钙钛矿液晶微腔激子极化激元调控等前沿领域，并讨论了这些进展如何为光学通信和信息处理带来新的研究机遇。最后，本文对液晶微腔相互作用机制的深入研究进行展望，以期为未来光子学器件和系统的发展提供一定的指导。  
        关键词：液晶;光学微腔;激子极化激元;光子学;涡旋   
        61
        |
        73
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 68562962 false
        发布时间：2024-12-10
      • “液晶材料因其光学特性，在显示器防窥、太阳光调制等领域展现出巨大应用前景。本文介绍了基于不同材料的视角控制单元，总结了其原理差异及应用问题，并展望了未来发展趋势。”
        郭德康,沈玄哲,陈硕,郭金宝
        2024, 39(12): 1592-1611. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0240
        摘要：得益于光学各向异性以及自适应刺激响应特性，液晶已被用作制备各种功能光学器件的关键材料。其中具有视角控制特性的液晶显示器和液晶智能窗等光学器件在显示器防窥、太阳光调制、光场成形以及防反射等领域表现出巨大的应用前景。作为此类器件的核心装置，近年来一系列对光传输具有角度依赖性的光学单元被设计和集成，从而使液晶器件能够满足不同应用场景的视角控制需求，例如窄视角控制、指定视角控制或者动态视角可控。本文介绍了基于不同种类液晶或非液晶材料的视角控制单元，总结了不同单元在视角控制原理上的差别以及在实际应用中存在的问题，并对其未来的发展趋势以及潜在的应用场景进行了展望。  
        关键词：液晶;视角控制;各向异性;智能显示   
        40
        |
        97
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 72558880 false
        发布时间：2024-12-10
      • “飞秒激光赋能液晶光子学，推动软物质学科发展，为光学器件开发带来新机遇。”
        王钰,张一鸣,谢群,张心正
        2024, 39(12): 1612-1635. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0266
        摘要：液晶作为一种典型的软物质材料，具有独特的物理性质和可控的分子结构，已经成为柔性光电子器件、软凝聚态物理等领域的交叉研究前沿。飞秒激光的高峰值功率、短脉冲特性与灵活且高精度的双光子聚合加工技术，为设计、制造新型可调控的液晶光子学微结构，操纵其中液晶分子的线性、非线性响应提供了有效的实验方案。利用飞秒激光赋能液晶光子学不仅能推动软物质这一新兴学科的快速发展，同时也将为未来光学器件的开发带来新的机遇。本文综述了利用飞秒激光诱导液晶中的非线性效应、飞秒激光加工液晶弹性体和利用飞秒激光加工的微结构实现液晶分子的面外取向及在液晶光子学器件方面的诸多应用，并介绍近年来有关方向在实际应用领域的研究进展。  
        关键词：液晶;飞秒激光;双光子聚合加工;非线性;光子学微结构   
        26
        |
        4
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 78150584 false
        发布时间：2024-12-10
      • “最新研究揭示了液晶软光子拓扑结构的独特性及其在多个科学领域的应用前景，为光子信息集成等领域提供新思路。”
        杨林,邹鑫,蒙翠玲
        2024, 39(12): 1636-1656. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0255
        摘要：将拓扑引入液晶微纳光子系统而形成的新颖构态被称为软光子拓扑结构。液晶作为一种各向异性的软物质，为不同维度的拓扑结构构筑提供了良好的载体平台。液晶独特的光电特性使得拓扑结构成为一种可光学观测、可空间重构以及可微观操纵的准粒子。随着相关研究的深入，液晶软光子拓扑结构的制备方法不断完善，结构的精密度不断提高，拓扑特征数不断完备，各种潜在应用被逐步挖掘出来，例如光孤子调控、光子信息集成、光控粒子运动等。本综述将从同伦理论出发，介绍并演绎如何在液晶中构筑两种不同类型的拓扑结构以及相应的动态调控模式。接着围绕拓扑结构在软物质液晶中的独特性，论述液晶拓扑构态如何渗透在不同的科学研究领域中以及其突出应用。最后总结并展望软光子拓扑结构的未来更多可能的操纵方式与构筑体系。  
        关键词：软物质液晶;拓扑结构;可重构自组装;光镊微操控;光场调控   
        14
        |
        2
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 78150586 false
        发布时间：2024-12-10

        手性液晶材料

      • “在先进显示、光学加密和多通道通信领域，研究人员提出了基于双手性胆甾相液晶超结构的自旋解耦彩色全息术，实现了圆偏振复用的彩色全息。”
        孙睿,刘思嘉,陈鹏,陆延青
        2024, 39(12): 1657-1666. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0252
        摘要：随着人们对信息容量和色彩的要求日益提高，彩色光学全息术备受关注，目前已广泛应用于彩色显示、AR/VR、信息加密等领域。然而，目前的彩色全息术大多基于超表面等体系，在以液晶为代表的软物质中，实现彩色全息仍具有挑战性。本文提出一种上下分层的双手性胆甾相液晶超结构，结合液晶光取向和布拉格反射带调控技术，实现圆偏振复用的彩色全息。其中，利用表面诱导聚合的洗去-重填工艺和液晶光控图案化技术，实现了自旋解耦的几何相位，可对左右旋圆偏振光进行独立的相位调制。入射光只有在偏振、波长均与胆甾相液晶匹配时才能获得几何相位并产生全息图像，通过独立调控左右旋胆甾相液晶的布拉格反射带，在同一衍射面上成功产生了多种全息图像，可调的彩色复用全息得以呈现。本研究提出的基于双手性液晶超结构的自旋解耦彩色全息术有望助力先进显示、光学加密和多通道通信等领域。  
        关键词：彩色全息;液晶;手性超结构;几何相位;光复用   
        281
        |
        46
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 70170980 false
        发布时间：2024-12-10
      • “结构色液晶弹性体在材料学和光学领域取得显著进展，专家综述了其在环境感知、显示加密、仿生学和智能织物等领域的研究进展，为实际应用提供解决方案。”
        闵佳媛,罗丹
        2024, 39(12): 1667-1678. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0197
        摘要：结构色液晶弹性体（Structural-colored Liquid Crystal Elastomer， SLCE）是一类结合了光学结构色和类橡胶弹性特性的交联聚合物网络。结构色液晶弹性体器件通过其内部周期性亚微米结构的Bragg反射作用产生鲜艳且耐久的颜色。近年来，结构设计及操控技术的发展使结构色液晶弹性体的多功能性和可调性得到了显著提升，推动了其在材料学和光学领域的发展。本文首先简要介绍了胆甾相液晶弹性体和蓝相液晶弹性体的基本性质，随后重点综述了它们在环境感知、显示加密、仿生学和智能织物等领域的研究进展。最后，针对结构色液晶弹性体在实际应用中面临的挑战和应用前景做了进一步总结及展望。  
        关键词：结构色;液晶弹性体;胆甾相液晶;蓝相液晶   
        55
        |
        48
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 67779289 false
        发布时间：2024-12-09
      • “最新研究发现，蓝相液晶相变过程具有重要应用前景，专家揭示了其相变行为机理，为制备大面积单畴蓝相提供指导。”
        郑成林,孙莉,王京霞,江雷
        2024, 39(12): 1679-1688. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0207
        摘要：蓝相液晶是一种自组装三维软光子晶体，在传感显示、信息加密防伪、光学器件等领域具有广泛的应用前景。然而，有关蓝相相变的研究并不充分。本文对温度区间宽达2.5 ℃的单畴蓝相Ⅱ（BPⅡ）到蓝相Ⅰ（BPⅠ）相变过程进行光学和结构表征，采用晶体成核生长理论阐明了各阶段相变行为的机理。BPⅡ和BPⅠ共存阶段（BPⅡ-BPⅠ）反射光谱的双峰和Kossel衍射图案中圆环和四弧的叠加表明了该阶段是BPⅡ和BPⅠ相态的层状堆叠。利用偏光显微镜和低压扫描电镜观察到了BPⅡ、BPⅡ-BPⅠ、BPⅠ三个阶段的层状生长结构，发现BPⅠ从BPⅡ的刃位错中成核并外延生长，其相变过程从液晶盒上部逐层转变至下部。在BPⅠ阶段，刃位错和螺旋位错移动并合并，使织构转变为同心圆环状。本研究对完善蓝相相变理论和指导制备大面积单畴蓝相都具有重要意义。  
        关键词：蓝相;相变;层状结构;晶体成核生长;位错   
        73
        |
        108
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 67779486 false
        发布时间：2024-12-09

        液晶驱动材料

      • 杨志俊,吉岩
        2024, 39(12): 1689-1707. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0236
        摘要：液晶弹性体凭借其特有的动态力学特性——“软弹性”，在阻尼材料领域表现出独特的阻尼机理与优异的能量耗散行为。液晶基元在外力作用下可以发生偏转，吸收输入能量，从而实现有效的阻尼行为。与传统聚合物相比，液晶弹性体具有更高的阻尼因子与更宽的有效阻尼温度范围，更适用于不同环境与应用场景。液晶弹性体的“速率依赖行为”在高应变速率条件下表现出更高的力学性能以及更优越的能量吸收特性，能够用以构建新型高抗冲设备。取向后的液晶弹性体具有均匀取向的液晶基元，相较于未取向的液晶弹性体能够表现出更突出的阻尼特性，通过3D打印技术还能够制备得到具有取向的块状液晶弹性体。在霍普金森杆实验、震动床实验等测试中，液晶弹性体都表现出优于传统聚合物材料的能量吸收特性。利用现代化加工技术手段，液晶弹性体能被制造成为各种复杂结构，满足对阻尼材料轻量化、高性能化的要求。本文对液晶弹性体的阻尼机理、阻尼特性和动态力学特性进行综述，并对该领域的现存挑战与未来发展进行探讨分析。  
        关键词：液晶弹性体;软弹性;阻尼因子;速率依赖行为   
        64
        |
        36
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 68562938 false
        发布时间：2024-12-10
      • “液晶聚合物微执行器技术突破，为微型机器人等领域应用提供新方向。”
        刘凯,吕久安
        2024, 39(12): 1708-1721. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0210
        摘要：液晶聚合物是一种环境刺激响应的智能形变材料，由这种智能材料构建的微型执行器可以将外界的环境刺激直接转换为机械运动，无需复杂的能量转换部件和机械传动结构，因此液晶聚合物微执行器在微型机器人、智能传输、生物医学设备等领域具有良好的应用前景。液晶聚合物的微加工存在两个技术难点：微纳尺度的器件成型和液晶取向。本文从如何解决这两个技术难点出发，介绍了近几年液晶聚合物的微纳加工方法以及相应功能器件的潜在应用领域。  
        关键词：微纳加工;液晶聚合物;柔性执行器;刺激响应形变;液晶取向   
        38
        |
        26
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 68561367 false
        发布时间：2024-12-10
      • “液晶弹性体智能材料在人工肌肉、软体机器人等领域取得新进展，为软机器人等领域发展提供新见解。”
        张静莉,刘丹宇,于雅静,魏取福,吕鹏飞
        2024, 39(12): 1722-1734. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0268
        摘要：液晶弹性体智能材料由于其可逆性、灵活性、优越的环境适应和多功能性等特点，目前从基础科学到技术应用等方面的研究受到广泛关注。本文主要综述了本课题组近年从液晶弹性体薄膜到纤维软体驱动器的设计制备及其在人工肌肉、软体机器人和智能纺织品等相关领域的最新研究进展。揭示了液晶弹性体纤维复合软体驱动器的基本设计和合成策略；阐明了它们的独特属性、驱动机制和潜在应用；最后，总结了基于液晶弹性体软体驱动器在材料和化学科学中的机遇和挑战。本文将为液晶弹性体智能驱动材料在软机器人、柔性电子、先进能源和智能穿戴等领域的发展提供新见解，并促进纳米科学、合成化学、材料科学和器件集成等交叉学科的快速发展。  
        关键词：液晶弹性体纤维;人工肌肉;软体机器人;柔性电子;智能可穿戴   
        54
        |
        67
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 72558955 false
        发布时间：2024-12-10

        微波液晶材料

      • “最新研究报道，科研人员利用多种合成方法，成功设计合成了6种新型异硫氰基非手性β-甲基丁基多联苯类液晶化合物，并对其结构、相态及微波介电性能进行了测试分析。”
        涂友兰,张磊,雷孟龙,吴胜莉,刘豪浩,张智勇,陈红梅,汪相如
        2024, 39(12): 1735-1743. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0280
        摘要：本文以非手性DL-（±）-2-甲基-1-丁醇和溴苯为原料，通过Appel反应、Grignard偶联反应、Suzuki偶联反应等多种合成方法，设计合成了6种新型异硫氰基非手性β-甲基丁基多联苯类液晶化合物A1~A6，并对其分子结构、相态及微波介电性能进行测试分析。结果表明，三联苯化合物A1~A3的熔点随氟原子数量增多而逐渐降低；其中A3熔点最低，只有37 ℃，向列相温宽达71 ℃；当氟原子数量和取代位置相同时，β-甲基丁基化合物的熔点低于正丁基化合物。当四联苯侧位取代基改变时，—F取代化合物A4的熔点最低，其次是—CH3取代化合物A6，而—Cl取代化合物A5的熔点最高，三者的向列相温度范围均大于120 ℃。在波频9~30 GHz时，化合物A2~A6的介电性能较好，介电各向异性均大于0.903，最大介电损耗在0.003 3~0.010 7之间，其中化合物A6在19 GHz时的最大介电损耗为0.003 8，品质因数高达66.12。不同取代基对降低最大（垂直）介电损耗的贡献程度不同：—CH3>—Cl>—F；不同取代基对提高介电各向异性（Δεr）的贡献为：—F>—Cl>—CH3。  
        关键词：微波用液晶;介电损耗;β-甲基丁基多联苯;氟取代;合成   
        59
        |
        8
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 73380861 false
        发布时间：2024-12-10

        软物质自组装

      • “最新研究发现，软物质准晶在药物递送、传感器开发等领域具有广阔应用前景，为材料科学提供新视角。”
        王福州,郭京京,王金伟,乔世一,张翱,张春秀,于海峰
        2024, 39(12): 1744-1760. DOI: 10.37188/CJLCD.2024-0294
        摘要：20世纪80年代，Shechtman在铝锰合金中发现具有二十面体对称性的准晶体，引起了整个科学界震动，并因此获得了2011年诺贝尔化学奖。准晶的出现重新定义了观察和物质分类的框架，将人们对晶体结构的理解从原有的230个空间群扩展到无限多的可能性。准晶研究始于金属合金领域，随着研究的深入，科学家们在软物质中也不断发现了准晶体的存在。软物质通过自组装构筑独特的超分子结构，丰富和发展了准晶研究。本文综述了几类能够形成软物质准晶的材料，包括树枝状大分子、嵌段共聚物、表面活性剂、巨型分子和生物分子等。软物质准晶在多个领域展现出广阔的应用前景，如药物递送、传感器开发和能量储能等。软物质准晶研究不仅拓展了材料科学的基本理论，还为材料结构的理解和创新应用提供了新的视角和潜在的突破口。  
        关键词：准晶;软物质;自组装;超分子;对称性   
        51
        |
        65
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 73381051 false
        发布时间：2024-12-10
      0