课题基金 / 基金详情

手性聚合物网络/胆甾相液晶复合材料的制备及宽波反射性能研究

批准号:
52073027
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
曹晖
依托单位:
学科分类:
光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹晖

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
通过在聚合物网络/胆甾相(Ch相)液晶复合材料中洗出Ch相液晶等小分子,在液晶复合材料中构筑手性聚合物网络。在距离手性聚合物网络较近的区域,通过手性聚合物网络的记忆效应诱导再填充液晶反射原Ch相液晶反射波长的入射光【初始螺距(P)】,在距离手性聚合物网络较远的区域,再填充Ch相液晶本身反射另一波长的入射光(另一P),通过手性聚合物网络不同区域对液晶锚定作用的不同及液晶在复合材料中的扩散作用,实现在Ch相液晶复合材料中形成P的非均匀分布,进一步通过再填充Ch相液晶复合材料中聚合单体的聚合,将Ch相液晶复合材料的P非均匀分布固定,制备Ch相液晶宽波反射复合材料。阐明Ch相液晶复合材料中聚合物网络微观结构、P微区分布、构成复合材料的向列相液晶、聚合单体和手性化合物的结构及组成等因素对Ch相液晶复合材料宽波反射性能的影响规律,并揭示相关机理,以制备可适用于不同反射波宽要求的智能化液晶宽波反射材料。
英文摘要
Chiral polymer network will be constructed in the polymer network/cholesteric liquid crystal composites by washing out the cholesteric liquid crystal. In the region closer to the chiral polymer network, the incident light will be reflected at the reflected wavelength of the original cholesteric liquid crystal by the memory effect of the chiral polymer network (initial pitch), and in the region farther to the chiral polymer network, the incident light will be reflected at another reflected wavelength of the refilled cholesteric liquid crystal (another pitch), the non-uniform distribution of pitch in cholesteric liquid crystal composites will be formed because of the difference of the anchoring effect of different regions of chiral polymer network and the diffusion of liquid crystal in composites, and then the non-uniform distribution of pitch in cholesteric liquid crystal composites will be fixed by the polymerization of the polymerizable monomer in cholesteric liquid crystal composites, and the cholesteric liquid crystal broadband reflective materials will be prepared. The influences of the microstructures of chiral polymer network, the microdistributions of pitch, the chemical structures and the compositions of nematic liquid crystal, polymerizable monomer and chiral compounds on the broadband reflective properties of cholesteric liquid crystal composites will be investigated, and the correlative mechanisms will be revealed, and the intelligent liquid crystal broadband reflective materials that can be applied to different reflective wave-width requirement will be prepared.
通过洗出胆甾相液晶(N*-LC)/聚合物体系得到聚合物网络,并向聚合物网络中再填充不同的溶剂或液晶。实验结果表明,聚合物网络具有记忆效应,再填充液晶后能重现洗出前胆甾相液晶的反射带。但是,由于聚合物网络的收缩和折射率的变化等原因,使得再现的反射带与原反射带相比发生了蓝移。探究了使用不同浓度的可聚合单体,在不同的紫外光辐照度和辐照时间下制备的聚合物网络对再填充后体系反射带的影响。实验结果表明聚合物网络的微观形貌是影响再填充的N*-LC性能的重要因素,孔隙尺寸小、网络更致密将有利于液晶的再填充。当单体浓度、紫外光辐照度和辐照时间增加时,聚合物网络可以更好地再现反射带。同时应用洗出/再填充法,结合弱紫外光聚合、消旋体系、薄膜叠加等方法制备了具有宽波反射特性的N*-LC薄膜。对薄膜断面进行了SEM表征,观察到了薄膜厚度方向上的螺距非均匀分布,SEM照片中螺距尺寸与理论计算相一致。.制备了含有紫外吸收染料的N*-LC薄膜,通过光诱导分子扩散的方法制备宽波反射N*-LC薄膜,研究了各组分浓度、紫外光辐照度和辐照时间对反射带宽的影响。通过洗出/再填充方法将宽波反射N*-LC薄膜制成聚合物网络,证明了聚合物网络的选择性反射特性和宽带反射记忆效应,并给出了相应的机理。通过在聚合物网络中填充不同的向列相液晶,可以得到不同中心波长和带宽的反射带。实验结果表明,在合适条件下,N*-LC薄膜反射带宽为1184 nm,聚合物网络通过填充向列相液晶可再现的带宽为652 nm。选择光响应手性分子和液晶的混合物作为填充体系,将其填充到先前研究的聚合物网络中,制备出全反射波长可光调谐的宽波反射N*-LC薄膜,且该薄膜可重复利用,并给出了全反射波长调控的机理,进一步通过填充可聚合的响应性液晶体系制备出宽波全反射的N*-LC薄膜。该研究在建筑节能、辐射防护、航空航天等领域具有广阔的应用前景。
基于扭曲晶界A相/胆甾相共存的液晶复合材料的制备及宽波反射性能研究
  • 批准号:
    51773017
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    曹晖
  • 依托单位:
外场精确调控制备宽波段光屏蔽薄膜材料
  • 批准号:
    51473020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    曹晖
  • 依托单位:
具有光交联与光异构化作用的液晶光取向材料的制备及性能研究
  • 批准号:
    51203011
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    曹晖
  • 依托单位:
基于具有光致异构作用的环状齐聚物的液晶光取向材料的制备及光取向行为的研究
  • 批准号:
    51143001
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    曹晖
  • 依托单位:
国内基金
海外基金