液晶——变色的化学物质

人们对液晶的认识大约已经历了一个世纪。莱尼茨尔(F.Reintzer)曾因发现液晶而享有盛誉。十九世纪五十年代中期已有文字记录描述了与液晶性质相类似的规律。然而关于液晶性质和结构方面的研究,却开始于二十世纪五十年代,即布朗(G.H.Brown)和肖(W.G.Shaw)在《化学评论》上发表文章之后(1957年)。科学家们习惯上认为物质存在着迥然不同的三种状态,即固态、液态和气态。在气体状态,微粒充满整个容器,并在其中自由自在无所约束地漫游。在液体状态,分子没有高度的序列性,分子绕其长轴旋     

液晶与活细胞

没有液晶就没有生命!细胞膜就是液晶态,神经冲动的传导,脂肪的消化等生命现象都与液晶有关。事实上,1855年德国眼科医生梅特黑默(Mettenhei-mer)用偏光显微镜首次观察到的能像液体一样流动,又像晶体一样有双折射的物质髓磷脂(后被命名为液晶)即是神经纤维的外层的主要成分。现在我们已知     

液晶的蓝相

自1888年奥地利植物学家莱尼茨尔(F.R.Rei-nitzer)发现液晶以来,至今已经历了一个多世纪。现已发现有数千种物质呈液晶态。已知的液晶相不下数十种。热致液晶可分为近晶相(smectic)、向列相(nematic)、胆甾相(cholesteric)、蓝相(BP);溶致液晶可分为层状相(L)、六方相(二维六方晶格,H)、立方相(三维立方晶格,Q);盘状液晶可分为向列相(N_D)、胎甾相(N_D*)、柱状相等。本文介绍关于蓝相的有关问题。     

铁电液晶高速开关的性质

铁电液晶是迄今发现的唯一的液态铁电体。它通常出现在由手征性分子构成的倾斜近晶S_C~*相中。铁电液晶在温度超过某一温度T_C(居里点)后,铁电性消失,进入具有顺电相的近晶S_A相。一般说来,液晶在外电场的驱动下,其响应时间可用下式表示: τ=η/P_B·E.其中,η为液晶的粘滞系数;P_B为电极化强     

分子量对热致性向列型液晶高分子性能的影响的研究

一、引言 大多数热致性液晶高分子表现有双向液晶性。除了双向性液晶外,也能看到有关单向性液晶态的报道。双向性液晶在升温和冷却的过程中都能形成同种液晶态。单向性液晶态只是在冷却的过程中形成,而在升温过程观察不到。值得注意的是,单向性液晶态的形成依靠的是体系在冷却过程中发生的相变过冷现象,即一个可以结晶的单向性液晶高分子,其冷却过程中液晶态的形成依赖于熔体结晶时的过冷现象,此时T_c(冷却时熔体结晶温度)小于T_m(加热     

液态银的比热和玻璃态转变温度的分子动力学模拟

采用以嵌入原子模型为基础的分子动力学方法对液态银的比热进行了模拟,得到了熔点以上液态以及过冷液态银的比热及其与温度的关系。模拟发现液态银的比热在950K左右存在一个峰值,相应地,对液态银结构的分子动力学模拟发现银的结构在该温度附近发生了转变,从而证实银存在玻璃态并据此确定出金属银的玻璃态转变温度。     

冰纳米晶体热力学参量的尺度和维度效应

虽然冰的熔化是最常见的相变过程,但是对于(预)熔化和准液态表面层仍然存在许多争议,而且关于冰纳米晶体热力学参量与其尺度和维度之间关系的研究也很少.本文拓展建立了可描述氢键结合的冰纳米晶体熔化温度、预熔化温度和熔化焓的尺度和维度效应的理论模型.根据模型,上述热力学参量都随着尺度和维度的增加而增加,同时还发现预熔化温度和熔化温度具有几乎相同的尺度效应.模型对冰纳米粒子和纳米线的上述热力学参量尺度和维度效应的预测与相应的分子动力学模拟和实验结果相吻合,从而可以从理论上确定准液态层厚度.研究表明,准液态层厚度并不是恒定不变而是随着尺度的增加而缓慢增大,这也就是不同的研究报道中会出现不同准液态层厚度的原因.     

弱电统一标准模型中的一个新对称性和涡度守恒

弱电统一的Weinberg-Salam(W-S)理论已取得了很大成功,所预言的中性流、带电中间玻色子和中性中间玻色子在实验上相继被发现。在W-S理论中,两个真空态处于完全对称的地位,真空态间的倒逆变换理论是对称的,含自作用的Higgs场,在Higgs场的倒逆变     

液晶态生物膜

自从1888年Reinitzer发现液晶后,至今已有九十年的历史,然而只是在本世纪六十年代发现了液晶的动态散射和其他电光效应以后,液晶才在实践中得到了广泛的应用。目前,国内外液晶的研究,在这个基础上又取得了进一步的成就。 从液晶研究的发展史来看,在初期都是用一些与细胞有关的材料进行,因而液晶的研究从一开始就是和生命现象联系在一起的。现在,生物体內液晶态的研究已成为液晶研究的重要     

质子交换膜燃料电池冷启动研究及策略优化现状

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)汽车以其能量转换效率高、续航里程长、零排放等突出优势,在“双碳”目标的背景下引起了广泛的关注.然而,在低温环境下的冷启动问题成为限制其商业化和推广应用的一大障碍.因此,研究人员进行了大量的实验与仿真来研究燃料电池冷启动的衰减机理、水传输相变和传热机理以及启动策略优化.通过对冷启动电池的输出性能和微观结构进行测量与表征,发现由于冰的产生覆盖反应活性位点、堵塞气体通道、增大电接触阻抗导致性能下降,由于水冰相变的体积变化破坏了内部结构导致耐久性下降.通过对启动过程中水和冰的分布、传输与相变过程进行研究,发现反应产物水首先以膜态水使质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)和催化层(catalyst layer, CL)的含水量达到饱和,接着以过冷水的形式在低温下保持液态,最后排出电池或突然结冰.通过研究冷启动的传热过程发现,电堆中间部分的电池单元和单电池的中间区域升温最快,为产热的主要区域,阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction, ...     

X射线衍射法鉴定液晶相结构原理

液晶已被广泛应用于现代科学技术。液晶相结构的鉴定是开发和应用液晶物质必不可少的一个过程。目前,X射线衍射(XRD)被认为是一种最为权威的方法,用它除了可测定液晶分子结构参数外,还可鉴别液晶物质在分子水平上的堆砌状态以及液晶相分子序的类型。于是,与液晶态相对应的XRD图形的分析就成为液晶研究中所关注的一个方面。     

基于晶格缺陷的谷极化三维弹性声子晶体的拓扑界面传播特性

晶格缺陷(包括旋错和位错等)广泛存在于各种材料,并呈现出优异的物理和力学性能.在经典波动体系,晶格缺陷态首先应用于二维光学系统,实现了晶格缺陷激发的谷极化界面态和束缚态.本文设计了一种三维弹性声子晶体,其单胞在第一布里渊区的K-H方向线性简并.打破单胞的镜像对称性,该三维弹性声子晶体沿第一布里渊区K-H方向的简并线打开而形成完全带隙,激发出谷极化量子霍尔效应.将晶格缺陷态引入具有谷极化量子霍尔效应的三维弹性声子晶体,晶格畸变导致单胞谷极化拓扑相反转而形成界面,实现了弹性波在三维弹性声子晶体的稳健界面传播.基于晶格缺陷的谷极化三维弹性声子晶体拓扑界面态的实现,突破了传统经典波动系统拓扑波导设计的局限性,为三维复杂拓扑波导器件设计提供了良好的技术支撑.     

高分子液晶态

早在1888年奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)就发现了液晶,至今已有90年的历史了。但只是在本世纪60年代,由于科学技术的迅速发展,液晶才得到了广泛的实际应用,并引起人们对液晶领域科学研究的重视。     

高分子液晶材料

液晶现象,最早是在1888年被奥地利学者Reini-tzer所发现。当时,人们用以描述一类兼具晶体光学性质和流体流动性质物质的特征。经过近半个世纪,直至1937年,Bawden和Pirie在研究烟草花叶病病毒的悬浮液时,才发现了高分子的液晶现象。1950年,Elliott和Ambrose则首先报道了合成高     

自然信息

法国科学家发现一维导体液晶最近,一个法国科学家研究组鉴别了他们认为是一维导体液晶的第一个样品.法国施特拉斯堡大分子研究中心的科学家们在雅克·西蒙(Jaques Simon)带领下合成出的这一新型液晶相样品.我们知道液晶分子有“长形的”和“盘状的”两种.长形分子可以形成盘状分子所     

2, 6-二亚苄基环己酮液晶化合物的合成及性能研究

以苯甲醛、环己酮为原料, 四丁基溴化铵为相转移催化剂, 在氢氧化钠溶液中合成了具有液晶性质的化合物2,6-二亚苄基环己酮. 考察了反应时间、温度、碱浓度对产率的影响. 产品经红外光谱、核磁共振氢谱以及元素分析予以表征, 用差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜和流变仪研究了其液晶行为, 证明为近晶相热致液晶. 对化合物晶体进行了X射线单晶衍射测定, 证实属于单斜晶系, 空间群P2(1)/c, a = 9.586(1) Å, b = 18.391(2) Å, c = 9.433(1) Å, α = 90°, β = 115.816(2)°, γ = 90°, Dc = 1.217 g·cm^-3, V = 1496.9(3) Å ^-3, Z = 4.     

条带织构装饰技术观察高分子液晶态的向错形态

高分子液晶态与小分子液晶态相似能表现出多种类型的中介相,其中之一是向列相。高分子液晶向列相存在有向错结构,它是由分子取向方向发生不连续变化而引起的。在偏光显微镜下向列相呈现二条和四条黑色条纹相交于一点所组成的纹影织构,它们分别对应于强度s=±1/2和s=±1两种类型的向错分子指向矢取向排列形式的一种光学效应.近年来人们根据高分子分子链弛豫时间较长和可以结晶的特性,将高分子液晶态淬火冻结成液晶玻     

热致性芳香共聚酯液晶态的向错织构

关于高分子液晶态向错织构的研究,特别是直接观察其结构的工作目前尚不多。我们对芳香共聚酯热致性液晶态的向错织构进行了研究,第一次在同一张照相中可看到向错和条带织构.热致性芳香共聚酷是一种向列相高分子液晶材料,在偏光显微镜下呈现出特征的向错织     

地壳下有山谷

美国加利福尼亚技术学院、哈佛大学与麻省理工学院的地球物理学家运用地震层析X射影技术,绘制出了地球内部的地图,从而发现在地下3200公里的深处分布着广袤的高山与峡谷.这些山谷由熔岩构成,分布在地球液态地心与半熔融态地幔之间的边界处,与这两层犬牙交错,忽高忽低.已经测得到一条山脉高10公里,长达近万公里,还有一条峡谷的深度与长度与此相近. 先前地球物理学家一直认为地心是一个表面光滑的液态球体.新的发现有助于解释为什么地球的     

一维晶体中能带的LCAO-MO-CO解析

计算晶体能带的位置、宽度及电子在能带中的分布即态密度等,对研究晶体的各种物理和化学性质有着重要意义,一维晶体有许多特性,近年来更是引起了大家的兴趣,在理论和实验的研究方面都有许多进展。本文对一维晶体中原子轨道(AO)、分子轨道(MO)及晶体轨道(CO)间的关系进行了研究,指出了它们彼此间的能量关系,从而给出了一种计算分子晶体能带的简便方法。