メゾスコピックスケールの三次元格子講造を有する液晶ソフトマテリアルの創製

具有介观尺度三维晶格结构的液晶软材料的创建

基本信息

批准号：
13031067
负责人：
菊池裕嗣
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

分子配列にらせん構造を有するコレステリック液晶相と等方相との間に発現する青色相(Bluc Phase : BP)は、メゾスコピックスケールの三次元周期構造を有する特異な相である。その格子定数は可視光の波長オーダーであるため、BPは可視光に対してブラッグ反射を示す。また、BPにおける数10msオーダーの電気光学応答も報告されており、可視光の回折を電気的に制御する光変調素子への応用が期待できる。一方、低分子液晶中に分散させた光重合性のモノマーを光重合によって高分子ネットワークを形成させることで、特定の分子配列構造を熱的に安定化させることが知られている。本研究では、BP中に分散させた光重合性モノマーを光重合させることによってBPの分子配列構造に適合したネットワークを形成させ、BPの分子配列を能動的に安定化させる。それにより、幅広い温度範囲にわたりBPを保持可能な(高分子ネットワーク/カイラルネマチック液晶)複合系を構築し、新規電気光学特性を示す液晶性ソフトマテリアルの開発を行う。光重合性液晶モノマーとして、合成した2-mdhyl-1,4-phenylene bis{4-[6-(acryloyloxy)hcxyloxy]benzoate}(MPBAHB)または、メルク社製RM257を用いた。低分子液晶としてフッ素系ネマチック混合液晶であるJC-1041XX(チッソ(株))及び4-cyano-4'-pentylbiphenyl(5CB)を等モル比で混合したものを用い、カイラルドーパントとしてZLI-4572(Merck)を用いた。また、光重合開始剤として2,2-dimethoxy-2-phenyl-acetophenoneを用いた。(モノマー/液晶/光重合開始剤)混合系のBP相で、UV光を照射することで、複合系を調製した。UV照射前後の複合系の偏光顕微鏡観察及び反射スペクトル測定を行い、BPの存在を確認した。UV照射前(a)及び照射後(b)の複合系の種々の温度における反射スペクトルおよび偏光顕微鏡観察の結果、BPの発現温度範囲は重合前の複合系において2.2Kであったが、重合後の複合系において2.8Kとわずかながら増加した。これは、高分子ネットワークの形成によって、BPの分子配列構造が安定化されたためだと考えられる。モノマーの構成成分として、液晶性ジアクリルモノマーと非液晶性モノアクリルモノマーを用いることにより、BP相の温度幅を8Kまで拡大できることが明らかとなった。

在其分子排列的螺旋结构和各向同性相之间表达的蓝相（BP）是一个独特的相位，具有介于介质尺度的三维周期性结构。由于其晶格常数位于可见光的波长的范围内，因此BP表现出可见光的Bragg反射。此外，已经报道了BP的电流响应在几十MS的顺序上，并且可以预计将其应用于电气控制可见光衍射的光学调制元件。另一方面，众所周知，通过分散在低分子液体晶体中的可光聚合性单体的光聚合物通过形成聚合物网络，特定的分子排列结构被热稳定。在这项研究中，分散在BP中的可光聚合单体被光聚合形成与BP分子排列结构相匹配的网络，并且BP的分子排列被积极稳定。这将创建一个复合系统（聚合物网络/手性列液晶），该系统可以在宽温度范围内保持BP，并开发出具有新的电光特性的液晶软材料。合成的2-MDHYL-1,4-苯基BIS {4- [6-（丙烯氧基）Hcxyloxy]苯甲酸酯}（MPBAHB）或由Merck制造的RM257用作光聚糖液晶体晶体组。作为低分子液体晶体，将基于氟的列式混合液晶与JC-1041xx（Chisso Co.，Ltd。）和4-甲状体-4'-戊甲基苯基（5CB）混合在一起，并以等极比例为单位，ZLI-4572（Merck）（Merck）用作chiral dopopantsantant。此外，将2,2-二甲氧基-2-苯基 - 乙酮用作光聚合引发剂。通过用混合系统的BP相（单体/液晶/光吸剂）的BP相辐射紫外线来制备复合系统。进行紫外线照射之前和之后的复合系统的极化光显微镜观察和反射光谱，以确认存在BP。在（a）和（a）和（b）紫外线辐照之前，在复合系统的各个温度下进行了反射光谱和极化显微镜观测表明，在聚合之前，复合系统中的BP温度范围为2.2K，但在聚合后，复合系统中的复合系统温度范围为2.8K。这被认为是因为聚合物网络的形成稳定了BP的分子序列结构。已经揭示了，通过使用液晶透明质酸单体和非液晶晶体单丙烯酸单体作为单体的成分，BP相的温度范围可以提高到8K。