（物理化学专业论文）mgal+ldhs胶体分散体系的液晶相转变.pdf

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c r y s t a l l i n em a t e r i a l sa r ee x t r e m e l yd i v e r s e ，t h em o s to f t h e ma r eo r g a n i c u pt o d a t e ，t h e r ea r em o r et h a n8 0 0 0 0e x a m p l e so fo r g a n i cl i q u i d c r y s t a l l i n ec o m p o u n d s ，i n c o n t r a s tw i t ho n l yah a n d f u lo fm i n e r a ll i q u i dc r y s t a l st h a th a v eb e e nc h a r a c t e r i z e d t h em i n e r a ll i q u i d c r y s t a l l i n ec o m p o u n d sc a r lb ee l e c t r o nr i c ha n dh a v ee n h a n c e d e l e c t r i c a l ，o p t i c a l ，a n dm a g n e t i cp r o p e r t i e s w h a t sm o r e ，m i n e r a l m a t e r i a l sa r e t h e m a a l l ys t a b l e ，s ot h e yc a nb ee m p l o y e di ne x t r e m ec o n d i t i o n s a n o t h e ri m p o r t a n t a s s e to fm a n yo ft h e s es y s t e m si st h e i rv e r yl o wc o s t ，w h i c hg i v et h e me n o r r n o n s a p p l i c a t i o np o t e n t i a li nf u t u r e u n t i ln o w ，t h e r eh a v eb e e na b o u tad o z e no fm i n e r a ll i q u i dc r y s t a l l i n em a t e r i a l s i n c l u d i n gv 2 0 5 ，q f e o o h ，7 - a i o o h ，l i 2 m 0 6 s e 6 ，n i ( o h ) 2 ，a n db a c r 0 4 m i n e r a l i q u i d c r y s t a l l i n es u s p e n s i o n sm a yb e f o r m e df r o ma n i s o t r o p i cc r y s t a l l i t e sw h i c h d i m e n s i o n sa r ea l li nt h ec o l l o i d a l r a n g e ( 1 0 一l0 0 0 n m ) a n d h a v i n g d i f f e r e n t s h a p e s ( s u c h a sr o d l i k e ，p l a t e l i k e ) b e c a u s eo ft h e i rs c a r c i t y ，a n yn e wf i n d i n go f t h e m i sa f e a t t o t h e f i e l d l a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e s ( l d h s ) a r eac l a s so fi n o r g a n i cc o m p o u n d sw h i c h a r e s t r u c t u r a l l y r e l a t e dt ot h em i n e r a lb r u c i t em g ( o h ) 2w i t hc e r t a i nm 9 2 + i o n s r e p l a c e db yt r i v a l e n tc a t i o n so f s i m i l a rs i z e t h i sr e p l a c e m e n tr e s u l t si nan e tp o s i t i v e c h a r g eo nt h el a y e r s ，w h i c hi sc o m p e n s a t e db ye x c h a n g e a b l ea n i o n sp l a c e db e t w e e n i n t e r l a y e r b e c a u s eo ft h e i ru n i q u ee l e c t r o np r o p e r t i e s a n ds t r u c t u r e ，l d h sr e c e i v e e x t e n s i v ea t t e n t i o na st h e ya r ec o n s i d e r e dt ob eu s e da sc a t a l y s t s ，c a t a l y s tp r e c u r s o r s ， c a t a l y s ts u p p o r t s ，a d s o r b e n t s ，a n i o ne x c h a n g e r s ，a n d p r o m i s i n g m a t e r i a l s f o r n a n o c o m p o s i t e s p r e s e n t l ym o s to fs t u d i e sc o n c e r n i n gt h e s es y s t e m sa r er e l a t e d t o s y n t h e s i s ，p e r f o r m a n c e ，r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s ，s t a b i l i t y ，a n d s oo n ，w h i l el i t t l eh a s b e e nd o n eo nt h eo r d e r e ds t r u c t u r eo f t h e i rd i s p e r s i o n s h e r ew es t u d yt h el i q u i d c r y s t a l l i n ep h a s et r a n s i t i o ni nt h ed i s p e r s i o n so fm g a l l d h s ( m g ：a i = i ：i ) a n dm 9 2 a il d h s ( m g ：a i = 2 ：1 1p o s i t i v e l y c h a r g e dp l a t e l i k e 3 山东人学硕l j 学位论文 p a r t i c l e s u p t ot h e t h r e s h o l d ，d i s p e r s i o n s r e m a i n e d i s o t r o p i c b e t w e e nc r o s s e d p o l a r i z e r sb e c a u s eo ft h ew e a ki n t e r a c t i o na m o n gt h ep a r t i c l e sw h i c hc a r l tk e e pt h e p a r t i c l e s i no r d e r t h ei n t e r a c t i o ne n h a n c e dw i t hc o n c e n t r a t i o n r i s i n g a s t h e c o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e dt ot h ec r i t i c a l v a l u e ，a ni s o t r o p i c ( i ) 一n e m a t i c ( n ) p h a s e t r a n s i t i o nw a so b s e r v e d ，a n dt y p i c a ln e m a t i ct e x t u r e sw e r es h o w ni nt h em i c r o g r a p h s w i t ht h ec o n c e n t r a t i o n i n c r e a s i n g ，a n e m a t i c p h a s ef i l l i n g t h ee n t i r e d i s p e r s i o n v o l u m ef o r m e d i nt h eg a p ，m g a ll d h sd i s p e r s i o n ss e p a r a t e di n t oi p h a s ea n dn p h a s ef o l l o w i n gs p i n o d a ld e c o m p o s i t i o nm e c h a n i s m a tr e l a t i v el o w e rv o l u m ef r a c t i o n ， a n dn u c l e a t i o na n dg r o w t hm e c h a n i s ma tr e l a t i v e h i g h e rv o l u m ef r a c t i o n ；m g a a l l d h s d i s p e r s i o n ss e p a r a t e df o l l o w i n gn u c l e a t i o na n dg r o w t hm e c h a n i s m t h ei - nt r a n s i t i o nt 1 1 _ r e s h o l do fm g a ll d h sd i s p e r s i o nw a s1d a n dt h a to f m 9 2 a il d h s o n ew a s16 ：w h i l et h ec r i t i c a lp o i n t st oas i n g l en e m a t i cp h a s ew a s 2 5 f o rm g a il d h sa n d3 9 f o rm 9 2 a 1l d h s w ea t t r i b u t et h es h i f to ft h e t h r e s h o l dt ot h ed i f f e r e n c e si n m o r p h o l o g ya n ds u r f a c ec h a r g ed e n s i t yo fp a r t i c l e s ， w h i c h p l a y c r u c i a lr o l e si np h a s et r a n s i t i o n so f l i q u i d c r y s t a l l i n ed i s p e r s i o n s i np h a s et r a n s i t i o ni nl d h s d i s p e r s i o n sc a n b ee x p l a i n e dw i t ho n s a g e rt h e o r y t h et h e r m o d y n a m i cs t a b i l i t yo ft h e l i q u i d c r y s t a l l i n ep h a s e a r o s ef r o mag a i no f p o s i t i o n a le n t r o p yt h a t o v e r r u l e st h el o s so fo r i e n t a t i o n a l e n t r o p y a s s o c i a t e dw i t h p a r t i c l e sa l i g n m e n t t h i sp h a s e t r a n s i t i o nw a sa n e n t r o p y d r i v e no n e ，b u t n o t e n e r g y d r i v e n a sm a n yc o n s i d e r t h ef a c t o rt h a td e t e r m i n e dt h ep h a s eb e h a v i o ro f c o l l o i d a ll i q u i dc r y s t a l sw a st h ev o l u m ef r a c t i o n ，i n s t e a do ft h et e m p e r a t u r e t h ei - n p h a s ec o e x i s t e n c es h o w e di nm g a ll d h sd i s p e r s i o n sd e m o n s t r a t e dt h a t i - np h a s e t r a n s i t i o nw a saf i r s to r d e rp h a s et r a n s i t i o n ，b u ti no u rw o r k ，w ef o u n dt h a t t h e t e m p e r a t u r ec a na c c e l e r a t e t h ep h a s es e p a r a t i o ni nt h es y s t e m so f16 a n d18 s a m p l e sw i t h o u tu l t r a s o n i c ，b u ti t w o n ta f f e c tt h em e c h a n i s mo fp h a s es e p a r a t i o n t e m p e r a t u r e h a dn oi n f l u e n c et oo t h e rd i s p e r s i o n s t h es t u d yo nt h er h e o l o g i c a lp r o p e r t ys h o w e da n o t h e ri m p o r t a n ta s p e c to ft h e d i s p e r s i o n s w ed e t e r m i n e dt h em g a ll d h sd i s p e r s i o n s s o l g e lt r a n s i t i o nt h r e s h o l d w a s18 w h i c hw a sh i g h e rt h a nt h el i q u i d - c r y s t a l l i n ep h a s et r a n s i t i o nc o n c e n t r a t i o n d i s p e r s i o n sw i t hc o n c e n t r a t i o nb e t w e e n1o a n d1 6 w e r es o l sa n d t h ep a r t i c l e si n 4 山东人学嘶! i 学位论文 t h e mc a nm o v e f r e e l yt of o r mo r d e r e dn e m a t i cp h a s e ；d i s p e r s i o n sw i t hc o n c e n t r a t i o n s h i g h e r t h a n18 w e r eg e l s ，a n dt h e r i g i dg e l n e t w o r ki n h i b i t e dt h e m a c r o s c o p i c s e p a r a t i o nb e t w e e nt h eb i r e f r i n g e n tp h a s ea n dt h ei s o t r o p i cp h a s e t h eh i g h e rt h e c o n c e n t r m i o n ，t h er i g i d e rt h eg e ls t r u c t u r e ，a n dt h eh a r d e rf o rt h ep a r t i c l e st of o r m o r d e r p h a s e w ea l s os t u d i e dt h ei n f l u e n c eo fu l t r a s o n i ct ot h ep h a s es e p a r a t i o t v l nt h em g a l l d h sd i s p e r s i o n s a f t e ru l t r a s o n i ct r e a t m e n tan e wo r d e r e dp h a s ea p p e a r e di nt h e d i s p e r s i o n s w i t hc o n c e n t r a t i o n sl o wt h a n2 2 ，w h i c hr e s u l t e di nt h r e e p h a s e s c o e x i s t e n c ei nt h eo r i g i n a li - np h a s e sc o e x i s t e n c er e g i o n b u tt h e r ew e r en oo b v i o u s c h a n g e i nt h e m i c r o g r a p h s ，f o rt h ed i s p e r s i o n so fh i g h e rc o n c e n t r a t i o nu l t r a s o n i c m a d et h e mf l o c c u l a t e d l i q u i dc r y s t a lp h a s e so fl d h sd i s p e r s i o n sb e l o n gt oas p e c i a lc l a s so f c o l l o i d a l s o f tc o n d e n s e dm a t t e r s ，w h i c ha r ee s p e c i a l l yp r e d o m i n a n tf o rl i q u i dc r y s t a lp h a s e t r a n s i t i o nm o d e l so rf o ra p p l i c a t i o n s f i r s t l yt h ep e r m a n e n tp o s i t i v es u r f a c ec h a r g eo f t h ep a r t i c l e sc a l lb et u n e db yv a r y i n gd i a n dt r i - v a l e n tm e t a li o n sr a t i o ，a n dv a r i a b l e s u r f a c ec h a r g eo ft h ep a r t i c l e sc a l lb ec o n t r o l l e db ye l e c t r o l y t e sa n dp hv a l u e ，w h i c h i sc o n v e n i e n tf o r s t u d y i n g t h ei n f l u e n c eo f s u r f a c ec h a r g ed e n s i t yo nl i q u i d c r y s t a l l i n e p h a s et r a n s i t i o n s e c o n d l y o n ec a l l p r e p a r e l d h sw i t hp a r t i c u l a r p r o p e r t i e sb y s e l e c t i n ga p p r o p r i a t em e t a l i o n st of o r mt h eb r u c i t e l i k es h e e t sa n di n t e r c a l a t i n g f u n c t i o n a lm o l e c u l e si n t ot h eg a l l e r yb e t w e e nt h es h e e t s f u r t h e r m o r e ，l d h sh a v e d e v e l o p e di n t oal a r g ef a m i l yo f m a t e r i a l s t h i sw o u l dg i v el y o t r o p i cl i q u i dc r y s t a l s b a s e do nl d h s p l a t e l e t sp r o m i s i n g s c i e n t i f i ca n d t e c h n o l o g i c a la p p l i c a t i o n s k e yw o r d ：m i n e r a ll y o t r o p i cl i q u i dc r y s t a l ，l a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e s ，c o l l o i d ， d i s p e r s i o n ，p h a s e t r a n s i t i o n 5 山东大学坝一1 ：学位论文 v ，0 v a l o o h q f e o o h l d h s m g a ll d h s m g z a l l d h s n h t l e n 符号说明 五氧化二钒 勃姆石 针铁矿 四方纤铁矿 l a y e r e d d o u b l eh y d r o x i d e s 层状双金属氢氧化物 镁铝摩尔比为1 ：1 的层状双金属氢氧化物 镁铝摩尔比为2 ：i 的层状双金属氢氧化物 各向同性相 向列相 h y d r o t a l c i t el i k ec o m p o u n d 类水滑石化合物 胆甾相 s c ，s f + ，s f ，s g + ，s m + ，s o 。 几种手征性近晶相 s a s bs cs d s e s f s gs hs is js k s l 几种近晶相 s ms n n d 盘状粒子向列相 盘状粒子手征性结构 盘状粒子的柱相 盘状粒子的层状相 向错强度 弹性模量，又州储能模量 粘性模量，又叫损耗模量 c o 。 a 山东人学顾l 学位论立 小角x 射线散射 结构基元的长度 结构基元的直径 为结构基元的径轴比 盘状粒子的轴径比 溶质在介质中的体积分数 单轴向列相 双轴向列相 透射电子显微镜 二价金属阳离子 三价金属阳离子 阴离子的价数 阴离子 是三价金属离子的数目 是水合水数 扫描电子显微镜 x 射线衍射 浓度单位：摩尔每升 | ；| l 。 加 肌 中 m 删 旧 岬 。 a 、 m 洲 渤 础 山东人学坝1 学位论义 一前言 1 1 研究背景及意义 液晶是在某种条件下兼有液体和晶体两者特性的物质。 1 8 8 8 年奥地利植物学家莱尼茨尔首次发现胆 醇的苯甲酸脂和醋酸脂体系 的液晶相。经过一个多世纪的研究，液晶已经被广泛应用于许多领域，例如各种 显示、医学诊断、波谱分析、空气污染监测等方面。在信息显示上，液晶材料功 耗极低，驱动电压低，可以在明亮环境下显示等优越性质大大推动了液晶的理论 和应用研究，使之成为研究热点。 目前已知的液晶材料大都是有机高分子，也有一部分有机金属或金属配合 物，而真正的无机液晶材料种类很少。目前已发现的无机液晶包括五氧化二钒 ( v 2 05 ) 、勃姆石( y a i o o h ) 、针铁矿( q f e o o h ) 、四方纤铁矿( 3 - f e o o h ) 、 b a c r o 。、粘土矿物、三水铝石、n i ( o h ) 2 等。与有机材料相比，无机材料富电子， 增强了光、电和磁性，热稳定性好，可以在许多极端条件下使用，而且有些体系 可以天然形成，价格低廉。现在，三氧化钨凝胶已经被用于大型的电子显示设备； 而v ，0 ，体系卓越的电光性质也引起人们的注意，v 2 0 5 薄膜被用于摄影工业中的 抗静电涂层，显示设备的薄膜材料和锂电池的阴极。可以预见，无机液晶材料必 将在分子电子学、光学通信、显示设备中有巨大应用。 由于无机溶致液晶种类较少，任何新型材料的发现都是对这一领域的贡献。 在我们的工作中，发现一种新的无机液晶材料镁铝层状双金属氢氧化物 ( m a g n e s i u m a l u m i n u ml a y e r e dd o u b l eh y d r o x i d e s ，简称m g - a il d h s ) 。它是一类由 二价和三价金属离子组成的具有水滑石层状晶体结构的混合金属氢氧化物，其中 部分二价金属离子被三价金属离子代替( 称为同晶置换) ，层片带永久正电荷， 为了维持电中性，在层与层的通道中存在阴离子，以平衡片层所带的永a k 电荷。 当粒子分散于水介质中时，由于阴离子在水中的扩散形成双电层，粒子具有j 下的 电动电位。流变学、光散射和电导等方法对类水滑石胶体粒子体系的研究证实， 粒子存在一定程度的有序排列。 近年来，类水滑石在催化剂制备、工业分离技术、油阳化学、建材及环境治 理等领域的应用不断扩大。对类水滑石的基本性质和应用的研究不断深入，但以 山东人学坝i 学位论立 往的研究主要集中在它的催化性能、离子交换、吸附等方面，而对其水分散体系 结构有序性少见报道，我们的工作拓展了l d h s 的研究范围。 通过研究m g a il d h s 的制备和胶体化学性能，发现在一定离子强度下，随 粒子浓度增加，体系发生各向同性相( i ) 一向列相( n ) 转变，并在一定条件下，呈 现典型的向列相织构。可以确定，m g a ll d h s 分散体系中粒子发生有序排列， 形成了液晶相。与其它无机溶致液晶材料相比，l d h s 液晶体系有两个明显的优 势：第一，l d h s 粒子表面带电荷，通过调整二、三价金属离子的比例可以改 变粒子表面电荷密度；通过改变介质的p h 值和离子强度可以调节粒子表面的可 变电荷，因此l d h s 分散体系作为研究静电斥力稳定的无机溶致液晶的模型体系 具有显著优势。另一方面，在制备特殊性能的l d h s 液晶材料的时候，可根据需 要选择特定的会属离子构成l d h s 的晶层，而且可以在晶层间插入功能性化合 物，这一新的无机溶致液晶体系具有很大的应用潜力。更具意义的是，l d h s 已 经发展成为一大种类的材料。在l d h s 分散体系中发现液晶相无疑在很大程度上 拓宽了无机溶致液晶的种类范围。 山东人学顺i + 学位论义 1 2 文献综述 1 2 1 液晶 1 2 1 1 物质的相态 人们所熟悉的物质相态主要有三种：气态、液态、固态。在适当条件下，这 三种状态可以互相转变。 气念分子间距离很远，束缚力非常小，分子排列没有任何有序性。液态分子 能够在整个体积中自由的移动，而不是固定在一定的位置，分子的排列不具有长 程有序，但有短程有序，在局域范围内分子的堆积状态仍然有一定的相似性。一 般液体的物理性质是各向同性的。固态包括晶态和非晶态。自然界中绝大多数的 固念物质都是晶体，只有极少数非晶体。晶体具有固定的熔点和固定的形状；其 物理性质多呈各向异性；构成晶体的原子或分子规则的紧密排列在一起，形成晶 格：x 射线衍射图谱为规则排列的光斑。各向同性液相的对称性高于各向异性固 相，因此液相所处的温度范围高于固相。 随着对物质状态认识的不断深入，科学家发现物质不只具有以上三种状态， 还存在等离子态( p l a s m a s ) 、液晶态( 1 i q u i dc r y s t a l s ) 、超导态( s u p e r c o n d u c t o r s ) 、 中子态( n e u t r o n ) 等。 1 2 1 2 液晶的定义| 1 。4 i 1 8 8 8 年，奥地利植物学家r e i n i t z e r 在研究胆甾醇苯甲酸脂的过程中发现它 在1 4 5 ，5 时熔化成浑浊液体，在】7 8 5 v 时突然变得澄清；冷却时，先出现蓝紫 色，不久后颜色自行消失，物质再次浑浊；继续冷却，再次出现蓝紫色；最后厨化 成白色结晶体。此后，德国物理学家l e h m a n n 对这种现象做了仔细研究，认为 在1 4 5 5 c 和1 7 8 5 之间，胆帑醇苯甲酸脂处于一种新的相态，称为液晶相 ( 1 i q u i d c r y s t a l l i n ep h a s e ) a 液晶相是处于各向同性液相和各向异性晶相之间的一种物质相态，又称为中 介相( m e s o p h a s e ) 。如果构成物质的结构基元的几何形状具有明显的各向异性 ( 例如长棒状或扁平的片状) ，那么除了结构基元的位置外，其取向也会影响物 质的物理性质。在晶相，构成物质的结构基元不仅具有位置有序，而且具有取向 有序。加热物质，如果结构基元先失去取向有序，保持位置有序，就形成塑性晶 o 当查尘兰堡! ：兰垡笙苎 体( p l a s t i cc r y s t a l ) ：如果结构基元先失去位嚣有序，保持取向有序，变成各向异 性的液体，就形成液晶( 1 i q u i dc r y s t a l ) 。液晶相同时具有液体和晶体的特征。构 成液晶的结构基元的质心可以作长程移动。在液晶中个小区域范围内，结构基 元倾向于沿同方向排列；而在较大范围内，结构基元的排列取向可以不同。 爆瓣燃 o c r y n t o t l l n es ol i d b 1 $ o t r o p | cl i q u i dcp l a 鞋i cc r y j , t a tdl i q u i d 圹怕幻t f i g1 - i t h ea r r a n g e m e n t o f m o l e c u l e si nv a r i o u sp h a s e s 图1 - i ：不同相态中结构基元的排列( a ) 晶相：( b ) 液相； ( c ) 塑品：( d ) 液晶 i 2 1 3 液晶的分类1 1 - s j 从成分和出现液晶相的物理条件来看，液晶可以分为热致液晶( t h e r m o t r o p i c l i q u i dc r y s t a l ) 和溶致液晶( 1 y o t r o p i c l i q u i dc r y s t a l ) 两大类。下表列出了热致液 晶和溶致液晶的区别。 表1 1 ：热致液晶与溶致液晶的比较 热致液晶 溶致液晶 出现液晶相的物理条件改变体系的温度改变体系的浓度 以典型长棒状结构基元结构基元径轴比大于4 结构基元径轴比在】5 左 为例，对组成结构基元径右 轴比的要求 成分单组分纯化合物或均匀 两种或两种以上物质形 混合物成的混合物，其中一种是 水或其它极性溶剂 引起长程有序的主要作所有结构基元间的相互溶剂和溶质结构基元问 用 作用的相互作用 常见的体系氧化偶氮茴香醚表面活性剂溶液、生物膜 热致液晶是指通过加热破坏结晶晶格而形成的液晶，通常为单组分的纯化合 物或均匀混合物；溶致液晶是指通过加入溶剂，改变体系的浓度，破坏结晶晶格 山东人学坝i j 学位论义 而形成的液晶，为两种或两种以上物质的混合物。有些物质既可以形成热致液晶， 又可以形成溶致液晶，例如肥皂。 按照构成物质结构基元的取向有序性、平移有序性、键取向有序性，液晶相 可以分为向列相、近晶相、六方相、立方相等。 向列相( n 相) 是唯一没有平移有序的液晶相，应用最广泛。由于结构基元 没有长程位置有序，它的x 射线衍射图案没有b r a g g 衍射峰。结构基元倾向于彼 此平行排列。体系具有三维平移对称和沿指向矢的旋转对称性，局域对称性为 d h 。 胆稍相液晶结构基元具有不对称碳原子，结构基元本身不具有镜像对称性， 或者掺有手征性分子。这类结构基元构成的液晶往往具有螺旋结构。手征性液晶 包括胆 j 相+ ) 和手征性近晶相。手征性近晶相是指结构基元与层面倾斜的近晶 相，包括s c ，s i * , s f + ，s g + ，s m + ，s o 等等。这些相中结构基元的倾角保持不变，但倾 斜方向沿层法线逐渐改变，形成螺旋结构。近年，又发现一种新的相念一蓝相， 它具有立方结构的空间群，有强烈的旋光性。 c d f i g l 一2 t h el i q u i dc r y s t a lp h a s e so fr o d - l i k ep a r t i c l e ss u s p e n s i o n s 幽】2 ：棒状粒子体系的液品相态 ( a ) 向列相；( b ) 层状相：( c ) 胆甾相：( d ) 手征性近品c 相 山东大学坝_ 学位论义 f i g1 3 p l a t e | e tt e m u r eo fab l u ep h a s ef i g 1 - 4 - c h o l e s t e d cp h a s e st e x t u r e 图1 3 ：监相的织构图i 一4 ：胆甾相的指纹织构 一般把不属于向列相和胆f 5 相的相态统称为近晶相。近晶相中结构单元除了 具有取向有序外还有一些位置有序，甚至有键取向有序。长程键取向有序状态可 以看作失去晶体点阵的平移有序，但保留结构单元相互作用力的驭向各向异性的 状态。与其它两相相比，近晶相更接近于晶相，因而得名。 ( c ) ( d ) ( e ) ( f ) f i g1 5 t h ea r r a n g e m e n to fm o l e c u l e si n v a r i o u sp h a s e so fr o d _ l i k 。p 8n i 。l 。5 蹦l - 5 ：棒状粒子液晶招的结构基元船列 ( a ) 单轴向列相： ( b ) 烈轴向列相； ( c ) 近品a 相； ( d ) 近品c 相： ( e ) 近晶b 相；( f ) 近晶e 相 燃撕 山末人学坝l j 学位论立 表1 2 ：几种近品相的性质 对 相 光学 有序性粒子取向层间关联性与层厚称 态性质 性 结构单元沿指向层问几乎完全没有 s a矢取向有序，沿垂直于层面排列关联，层厚与分子单轴d h 某一方向平移有长度大致相等。 序，形成层状结 层间几乎完全没有 s c构，层内分子质与层法线有一定夹角关联，层厚小于分 双轴 c 2 h 心随机分布。子长度。 s b 结构单元在层内层内粒子与层面垂直单轴d 6 h 成大致规则的六层内分子向六边形的 s f 层间关联的位置相 双轴 c 2 f 1 角排列，层内有边倾斜 关长度比s a 、s c 大 二维短程有序，层内分子向六边形的 s 【 一个数量缴双轴c 2 h 和二维键取向有 顶点倾斜 s m 序。 分子在层内倾斜 s l层内粒子与层面垂直 单轴 d 6 1 1 层内分子向六边形的 s g具有三维有序 双轴c 2 h 边倾斜 性，非常接近于层间关联的位置相 层内分子向六边形的 s j真正的晶体，但关长度比前面的相 双轴 c 2 h 顶点倾斜 平移有序和取向大，相关长度约为 s e与层面垂直 有序性比晶体小数十到数百个结构 层内分