液晶的介绍论文

1、液晶王汉徽（弘深机械）摘要：液晶在当今社会中有着广泛的应用，而且具有很大的潜力，本文主 要讲述了关于液晶的一些基本知识，包括液晶的形成，结构，以及一种重 要的液晶，高分子液晶它的一些应用。关键词：液晶，液晶态，液晶高分子1） 液晶的发现1850年，Rudolf Virchow发现并描述了一种软物质，在神经 核中叫做“myelin”髓磷脂。Mettenheimier发现myelin具有双折 射。随后，发现大量的动物和植物的物质都具有双折射性质。德 国科学家G. Valentin于1861年发表了一篇关于许多生物的物质 具有双折射现象的文章，这些物质后来称为“活品体”“livingcrystals

2、”.在1879至1888年之间，Sohnke提出了他的格子理论， 然而这一理论并没有有力地证明，直到1912年Von Laue的X 光实验才得到证明。格子理论的一个重要反对者是一个名叫Otto Lehmann （奥突 莱曼）的青年物理学家，他主要致力于研究相 转变和相关的分子类型。Lehmann更倾向于他自己的分子结构理 论，相对于格子理论，这一理论以各种聚集态中共存相为基础 1888年，奥地利叫莱尼茨尔的科学家，合成了一种奇怪的有机 化合物，它有两个熔点。把它的固态品体加热到145 C时，便熔 成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。 如果继续加热到175 C时，它似乎再次熔

3、化，变成清澈透明的液 体。后来，德国物理学家列曼把处于呻间地带”的浑浊液体叫做 液晶。它好比是既不像马，又不像驴的骡子,所以有人称它为有机 界的骡子.2）液晶态物质的存在形式除人们熟悉的液态、固态和气态以外，还有等离子 态,非晶固态、起导态、中子态、液晶态等其他聚集态结构形式如果一个 物质已部分或全部地丧失了其结构上的平移有序性而仍保留取向有序性， 它即处于液晶态。液晶态与晶态的区别在于它部分缺乏或完全没有平移 有序性，而与液态的区别U则在于它仍存在一定的取向有序性。液品态是 物质的一种存在形态，它具有品体的光学各向异性，又具有液体的 流动性质，又称之为介品态。据统计，在全部的有机物中，能形成

4、液晶态的分子大约占5%。般来说，可以形成液晶态的分子要满足以下三个条件。分子具有不对称的几何形状。如细长棒状、平板状或盘状。分子要有一定的刚性。如 含有多重键、苯环等刚性基团。分子之间要有适当大小的作用力以维持 分子的有序排列。为此要求液晶分子含有极性或易于极化的基团。3) 高分子液晶液晶高分子是在一定条件下能以液晶相态存在的高分子。形成液晶 相结构的棒状小分子作为高分子结构单元的一部分同其它分子链段共 同组成高分子链，那这种高分子就有可能呈现液晶状态。在高分子液晶 中把这种具有一定长径比的结构单元称为“液晶基元。液晶基元可以位 于在高分子链的不同位置。液晶的分类方法有很多种，可以根据其结构，

5、 性质等其他方面来将其划分。下面介绍几种液晶的分类方法。根据液晶基元在高分子中的位置，可以将液晶高分子分为两 类：1.主链为柔性分子链，侧链带有液晶基元的高分子称为 侧链型液晶高分子。2.液晶基元位于聚合物主链上时称为 主链型液晶高分子。根据液晶的生成条件，也可把它分为两类：1.把物质溶解在 溶剂中所形成的液晶叫做溶致液晶2.而把加热到其熔点或 玻璃化温度以上形成的液晶称为热致液晶。按照液晶的单体结构可以将液晶高分子分为两亲分子和非 两亲分子。两亲分子具有溶致性。而非两亲分子又可以细分 为棒状和盘状。其中棒状具有热致性或者溶致性。盘状液晶 分子只有热致性。高分子液晶的结构液晶有三种不同的结构类

6、型：近晶型、向列型和胆甾型。近晶型液 晶中，液晶基元相互平行 排列成层状结构，其轴向与层片面垂直。层 内棒状结构的保持着大量的二维固体有序性。棒状结构在层内可以移 动，但不能来往于层间。因此，不能发生垂直于层片方向的流动，而 片层之间可以相互滑移。向列型液晶中，液晶基元仅仅是彼此平行排 歹列，不形成层状，它们的重心排列是无序的，只保留固体的一维有序 性，液晶基元可以沿其轴向移动。胆甾型液晶的名称来源于一些胆甾 醇衍生物所形成的液晶态结构。实际上，许多同胆甾醇无关的其它分 子也可呈这种形态。在这类液晶中，液晶基元彼此平行排列成层状络 构，但同近晶型结构不同，其轴向在层面上，层内各基元之间的排列

7、同向列型相类似，重心是无序排布的，相邻的层与层之间，基元的轴 向取向规则地依次扭曲一定的角度，层层累加而形成螺旋面结构，因 而有极高的旋光性。5）液晶高分子的物理特性当通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时 排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。 从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材， 称为Substrates，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液 品木身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。 大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态 下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的 开槽

8、平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则 各分子也是完全平行的。液品是一种介于品体状态和液态状态之间 的中间物质。它兼有液体和品体的某些特点，表现出一些独特的性 质。6 ）液晶高分子的用途液晶分子的排列，后果之一是呈现有选择性的光散射。因排列 可以受外力影响，液晶材料制造器件潜力很大。范围于两片玻璃板 之间的手性向列型液晶，经过一定手续处理，就可形成不同的纹理。类固醇型液晶，因螺旋结构而对光有选择性反射，利用白光中 的圆偏光，最简单的是根据变色原理制成的温度计（鱼缸中常看到 的温度计）。在医疗上，皮肤癌和乳癌之侦测也可在可疑部位涂上 类固醇液晶，然后与正常皮肤显色比对（因为癌细胞代谢速度比一 般细胞快，所以温度会比一般细胞高些）。电场与磁场对液晶有巨大的影响力，向列型液晶相的介电性行为是 各类光电应用的基础（用液晶材料制造以外加电场超作之显示器， 在1970年代以后发展很快。因为它们有小容积、微量耗电、低操 作电压、易设计多色面版等多项优点。不过因为它们不是发光型显 示器，在暗处的清晰度、视角和环境温度限制，都不理想。无论如 何，电视和电脑的屏幕以液晶材质制造，