偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅的研究

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒,用线性偏振光进行掩膜光照,引发偶氮苯聚合物发生顺反异构,诱导液晶产生光双折射现象,形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅,样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测,结果表明该光栅具有清晰的光栅结构,衍射效率高并具有电场可调谐性,更为重要的是驱动电压大幅降低,可与集成电路匹配。     

光致形变偶氮苯液晶驱动器

驱动器以其优良的性能和广阔的应用前景,在软机器人、人工肌肉等领域引起了广泛的研究兴趣。通过将偶氮苯分子引入到驱动器材料中,并基于偶氮苯分子可逆的光致异构化过程,可以实现无接触、精确控制、低能耗的光响应驱动器。经过多年的发展,偶氮苯液晶驱动器材料历经了从最初的聚硅氧烷类、聚丙烯酸酯类等到先进的动态酯交换网络等。驱动材料的发展进一步促进了驱动形式的多样化和功能化。偶氮苯液晶驱动器的驱动形式从简单的弯曲、螺旋、震荡到更为实用化的光控马达、提拉重物、微量液体运输等。本文总结和评述了偶氮苯液晶驱动器的发展历程、典型应用和目前存在的问题等,最后展望了其在能源转换领域的应用前景。     

偶氮苯聚合物薄膜光致表面调制效应研究

实验观测了偶氮苯聚合物薄膜在Ar^ 激光（488nm)激发下的光表面调制效应。给出了488nm激光激发条件下,含有不同偶氮苯侧基的聚合物的光表面调制效应的数值。分析比较了偶氮苯聚合物表面调制效应的强弱及其产生的原因。给出光表面调制效应与聚合物接枝率的关系。     

偏振光照对偶氮苯侧链聚硅氧烷膜表面能的提高

采用硅氢加成法合成了含偶氮苯侧链的聚硅烷液晶聚合物,用FTIR、DSC和偏光显微镜对聚合物结构及液晶特性进行了表征。采用473nm偏振光对聚合物膜进行了光致取向,用偏光显微镜对取向结果进行了表征,发现偏振光倾斜照射后侧链偶氮苯基团发生了面外垂直取向。采用量高法测量了取向前后膜的接触角,根据接触角计算了膜的表面能。聚合物膜在取向前接触角为94.5°,偏振光照射取向后降低为76.5°,表明光照使聚合物膜从疏水变为亲水,膜的表面能明显增加。结合锥光显微镜观察到的干涉图结果,提出了极性偶氮苯基团面外垂直排列取向提升膜表面能的机理。     

由液晶聚合物网络构成的全息光栅

日本熊本大学工程系的中武裕一朗等研究人员新近研制成具有架桥结构的液晶聚合物网络构成的全息光栅。实现了快速写入、擦除、高密度光学信息记录。研究人员制作了侧链型偶氮苯的液晶聚合物网络。研究了架桥密度和偶氮苯含量对衍射效率的影响。首先在单丙烯酸盐单体 APB6中 ,作为架桥剂掺入了双丙烯酸盐单体A6 PB6 A,作为光响应性分子添加了 DRLac。作为这种混合液晶的聚合引发剂加入了2 mol%的 2 .2 -二甲氧基 -2 -苯基苯乙酮 ,然后在间隙为 5μm的水平取向处理的盒中以向列相状态进行光聚合 (1 1 m W) 3min,制成光响应性液晶网络。并…     

光响应液晶嵌段共聚物研究进展

光响应液晶嵌段共聚物综合了光响应性液晶和嵌段聚合物两类材料的优异特性,是一种多功能性的新型材料。其中以偶氮苯为代表的光响应基团作为液晶基元的嵌段共聚物是其目前研究的主体。本文对光响应液晶材料和嵌段聚合物分别做了简要介绍,阐述了它们各自的优势和特点。对于光响应液晶嵌段共聚物的光响应机理、相分离过程和有序化调控手段进行了重点探讨。在此基础上,介绍了其在光子学、有机纳米模板和聚合物胶束等方面的研究进展。     

偶氮分子掺杂对蓝相液晶选择性反射波长的影响

偶氮基团(—N=N—)在适当波长光的照射下,会发生可逆的顺反异构反应,这一反应中偶氮分子构型上的变化会影响到蓝相液晶中脆弱的晶格结构,并造成晶格参数的变化,进而影响到选择性反射波长的变化,甚至有时会造成蓝相相态的消失。文章合成并将几种偶氮化合物掺入手性向列相液晶中,再变温至BPI,对比了这几种偶氮化合物对蓝相液晶选择性反射波长的影响,从而得出更有实际使用价值的偶氮分子,在此基础上还从分子结构角度分析了产生差异的原因,为进一步的改进工作提供了方向。     

偶氮侧链聚合物液晶薄膜光致双折射及其光存储实验

本文实验研究了偶氮侧链聚合物液晶薄膜（P-CN）的光致双折射和光存储性质。在连续 532nm激光作用下,该液晶薄膜（P-CN）表现出显著的光致双折射（△n～10-2）。基于光致双折射效应,实验中获得了长久的、高对比度的光信息记录。     

掺杂偶氮苯聚合物薄膜光致双折射特性

通过改变激励光光强以及激励光偏振方向与探测光偏振方向的夹角θ,研究一种新的掺杂偶氮苯聚合物薄膜光致双折射的特性。实验结果表明该掺杂偶氮苯聚合物薄膜在低激励光强下具有良好的光信息储存性能,是一种很有潜力的光储存材料。对有关实验结果作出了定性的解释。     

偶氮苯聚合物薄膜光致表面调制效应研究（Ⅱ）

实验观测了DP-AN系列偶氮苯聚合物薄膜在Ar^ 激光（488nm）激发下的光致表面调制效应。给出488nm激光激发条件下,含有不同偶氮苯侧基的聚合物的光致表面调制效应的数值。在前文^[1]工作的基础上分析比较了DP-AN系列和BP-AN系列偶氮苯聚合物光致表面调制效应的不同及其产生的原因。给出影响偶氮苯聚合物光致表面调制效应的因素。     

光控取向技术应用于液晶非显示领域的若干进展

近年来,光取向已成为主流的液晶取向技术。除了在平板显示领域的广泛应用之外,光取向技术在液晶非显示领域也得到了广泛的应用。本文简要综述了南京大学液晶与微纳光学研究组利用一种偶氮苯类光取向剂进行图形化取向,进而实现了液晶光开关、特殊光场产生与调控、退偏器、太赫兹波片等元器件的制备、胆甾相液晶螺旋轴空间排列的控制等非显示应用。     

532 nm波长激光实现偶氮聚合物液晶分子的双光子激发取向

我们对偶氮聚合物液晶进行超高密度存储机理研究。采用矾酸钇晶体倍频激光器输出的5 32 nm波长绿色激光照射偶氮聚合物液晶薄膜 ,发现了偶氮聚合物液晶薄膜样品在 2 6 5 nm吸收峰处的双光子激发光致取向现象。实验采用侧链型偶氮聚合物液晶材料 ,其 THF溶液在玻璃基片上干燥后形成厚度为 5 0μm左右的各向同性固态薄膜样品。使用的激光平均功率为 30 m W,通过偏振片照射于液晶薄膜样品表面。探测光源为 He- Ne激光器 ,波长为 6 32 .8nm,功率为 2 m W。在探测光路中 ,薄膜样品处于一对正交偏振片之间。固态薄膜样品在波长 5 32 nm处为弱背…     

反应性液晶修饰的光敏聚芳醚光取向稳定性研究

采用反应性液晶通过光聚合反应与聚芳醚光取向膜复合方法,制备了平面转换(In-plane switching,IPS)液晶显示器件,并在高温状态下对其光电显示和取向稳定性能进行了研究。结果显示,与单一聚芳醚光取向膜相比,利用复合光取向膜制备的IPS器件在高温状态下的光电显示和液晶取向稳定性能都得到了明显提高,在65℃明亮显示20h无液晶取向变化,在120℃维持2h无明显光量渗透。在线偏振紫外光下,光敏聚芳醚薄膜发生各向异性光交联反应,其交联程度最高可达67.4%。SEM分析结果发现,反应性液晶单体在UV光照射下,在聚芳醚光取向膜表面上发生了各向异性光聚合反应,沿先前光取向方向形成长度为0.4μm左右的棒状聚合物,有效限制了光取向膜中未交联的柔性基团的活动能力,进而有效增强了复合取向膜对液晶的取向稳定性。     

偶氮苯掺杂聚合物光致双折射的一维空间分布

报道了偶氮苯掺杂聚合物光致双折射空间分布的实验研究。发现在光照区域外较大的范嗣内有双折射，证实了生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动的存在。对3种偶氮苯染料分散红1(DR1)。分散红13(DRl3)和分散黄7(DY7)掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物进行了定性研究。发现生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动与抽运光强度和生色团分子的大小等因素有关。     

聚合物分散型液晶结构紫外光稳定性分析

聚合物分散型液晶组件技术是市面上常用的散射式光开关系统,且常常应用于具隐私保护性之电控切换窗户中。然而对于室外的应用,属于有机高分子材料的液晶材料与聚合物结构对于照射紫外光之稳定性与耐受性值得被讨论,尤其是较少被讨论之高分子聚合物结构的影响。本研究主要探讨不同聚合物结构之聚合物分散型液晶组件在紫外光照射下光电特性的变化,期待可以了解聚合物结构特性随曝光时间的变化并提出适当之改善方法。本实验藉由选择具有高紫外光稳定性之主体液晶搭配紫外固化胶调配聚合物分散型液晶预聚物,分别探讨不同固化胶比例与光强度等固化条件下,组件照射紫外光后对于光电特性造成的影响,以此了解各种聚合物形貌照射紫外光后之光电特性变化。实验结果显示,照射紫外光后,各种聚合物分散型液晶组件之临界电压仅仅些微提升,但下降时间剧烈地提高,以聚合物比例35%、固化强度2mW/cm~2为例,临界电压从15.57V些微提升至18.18V,下降时间从195.12ms大幅提升至925.26ms。此外,本研究亦发现相对于照射前,照射紫外光后之组件的下降时间对于电压施加时间长短相当敏感,且此现象可藉由调整固化光强度与固化胶浓度有抑制之趋势。本研究呈现了各种聚合物分散型液晶组件在照射紫外光后光电特性的变化,并了解聚合物结构的特性变化的影响。     

基于高热稳定性有机聚合物PI/DR1热光性能的研究

3,4'-二胺基二苯醚(3,4'-ODA),4,4'-(六氟异丙基)-苯二酸酐(6FDA)和分散红1(DR1)合成了有机聚合物聚酰亚胺;采用示差扫描量(DSC)、热失重分析(TGA)对该聚酰亚胺的热稳定性进行了表征.示差扫描量热和热失重分析结果显示,该聚酰亚胺的玻璃化转变温度(Tg)为211℃,在5%的热失重温度为296℃,表明具有非常好的热稳定性.测定了材料在复合光和546nm单波长光照射下的折射率(n)和热光系数(dn/dT);通过热光系数的测量,计算了聚合物的介电常数(ε)、介电热光系数(dε/dT)、体积热膨胀系数β和(dβ/dT)值.本实验制得的聚合物材料在复合光下的热光系数(dn/dT)值为-1.607 1～-2.564 3×104℃-1,体积热膨胀系数变化率(dβ/dT)为1.27～3.11×10-7K-1;在546 nm单波长光照射下的热光系数(dn/dT)值为-3.314 3×104℃-1,体积热膨胀系数变化率(dβ/dT)为5.45×10K-1,表明该聚合物在低驱动功率的新型数字热光开关、光通信器件等领域具有潜在的应用前景.     

光吸收调制微加工技术中偶氮材料光吸收率的时间变化特性

基于偶氮材料光吸收调制的高分辨率微加工技术近年来引起了极大关注。为揭示该技术中偶氮材料光吸收调制的机制,结合偶氮材料光致异构原理,利用偶氮材料的光吸收理论模型,数值模拟了偶氮材料光吸收率的时间变化特性。以典型偶氮苯染料分散黄7(Disperse Yellow 7-DY7)为例,分别开展了在365 nm光束单独作用和365 nm与532 nm双光束共同作用下,不同厚度DY7薄膜在365 nm光吸收率的时间变化特性实验研究。结果表明,在365 nm光束作用下,偶氮苯材料对365 nm光吸收率因光致异构效应发生了明显改变,而实验中532 nm光束的热效应对偶氮苯材料的光吸收率有显著的影响。     

基于二色性染料及聚合物取向的液晶光开关的制备及其性能研究

为获得一种开关效应强、响应快且结构简单的光开关,对一种基于二色性染料及聚合物取向的液晶光开关进行研究。通过在垂直配向的液晶中加入二色性染料及聚合物,并在施加偏压的情况下照射紫外光使其发生聚合物取向效应,制得了一种具有电控偏光特性的液晶盒,进而将这种液晶盒按照偏光角度为0°/90°的方式组合为液晶光开关。对所制得液晶光开关的插入损耗、消光比和响应特性进行测试,结果表明,所制得的液晶光开关的插入损耗小于0.6dB、消光比超过13dB,具有较明显的开关效应,聚合物取向的方法则可以消除这种液晶光开关的迟滞现象,使其开关时间降低到20ms以内;通过聚合物取向过程所施加偏压的控制,二选一地,可以进一步减少其插入损耗或开关时间。     

新型偶氮聚氨酯的制备及其薄膜的热光性能

以对硝基苯胺、亚硝酸钠和苄胺为原料,采用重氮-偶合反应方法,合成含偶氮基团的生色分子4-(4′-硝基苯基偶氮)苄胺(NPAB)。将NPAB与手性试剂L(-)-酒石酸、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备含手性单元的偶氮苯聚氨酯(ABPU)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和核磁共振(1H NMR)等对所合成的NPAB和ABPU进行了结构表征。采用差式扫描量热分析仪(DSC)对ABPU进行了热稳定性表征,其玻璃化转变温度为159.6℃。采用衰减全反射(ATR)原理测量聚合物波导薄膜的热光特性,结果表明,聚合物材料在650 nm波长具有较大的热光系数,其值高达-4.030 7×10-4℃-1。这种测量方法是直接在波导的环境中研究聚合物的热光特性,实验结果更具有实用参考价值。     

ω-(4-甲氧基-4′-偶氮苯氧)溴代烷的制备及液晶性能的研究

偶氮苯及其衍生物是性能良好的介晶基团,含偶氮苯的分子有广泛的用途。文章报道了ω-(4-甲氧基-4′-偶氮苯氧)溴代烷(ZOn,亚甲基数n为2～6)的制备,所合成化合物的结构由红外光谱分析(IR)和核磁共振(1HNMR)测试确定。示差扫描量热(DSC)测试及偏光显微镜(POM)观察显示,产物ZO2未表现出液晶性,ZO3显双向液晶性,呈近晶相;ZO4、ZO5、ZO6呈单向液晶性,为向列相。它们的织构随n的增大而逐渐改善,ZO6的偏光织构最完善。