棒状液晶分子相变问题的机械旋转模型的研究.pdfVIP

LCD 2006 基金项目：河南省高校杰出青年研究基金(No．2006KYCX002) 棒状液晶分子相变问题的机械旋转模型研究★ 马恒，孙瑞芝 河南师范大学物理与信息工程学院，河南新乡453007 E-mail：hengma@henannu．edu．crl 响分子的运动状态，分子的运动状态，特别是分子绕长轴的 摘要 旋转运动是决定液晶相结构的主要因素。根据经典力学运动 本论文介绍一种关于棒状液晶材料的分子结构与液晶相的相 of 规律，旋转体的自由旋转总是要以转动惯量(moment 关关系的研究成果。提出了一种有关液晶分子的机械旋转模 inertia)最小的轴为主轴实施旋转运动。我们的机械旋转模型 型，将液晶分子视作为一种高速旋转的转子。通过分子参数 研究，一方面是从分子的转动惯量入手，研究旋转系统的形 计算，对液晶材料的相变温度和分子结构之间的关系给出了 状(molecular of 一种全新的解释。必威体育精装版研究表明，含氟三苯液晶材料的分子 deviation) 结构中存在有slim和fat现象，能够对液晶材料的相变进行合 和临界旋转速度(criticalvelocity)等力学参数对分子自身的 理得解释。该模型能够通过简单的模型方法对新型液晶材料 旋转状态的影响效果；另一方面，分子的旋转运动状态决定 的分子设汁与合成提供有用的信息。 材料的相变温度。稳定的分子旋转将带来稳定的相状态。一 般的来i兑，偏心较小的分子，具有小的转动惯量，将使分子 关键词 处于稳定的旋转状态，而以较高的旋转速度进行旋转，因而 含氟液晶；相变；机械旋转 具有稳定的相结构，也就是说，分子材料的相变温度比较高。 1引言 2模型的提出 液晶性物质作为一种自发有序排列的特殊物质相，液晶 该模型最早由日本 分子无论是在近晶相或者是在向列相，分子都处于一种高速 的TORIYAMA[4]提出， 的旋转状态【1．m。液晶的机械旋转模型是将长棒状的液晶分子 用于解释近晶相液晶 看作一个高速旋转的机械转子，机械转子的自身的一些力学 (SmecticBandC)的相 特性，旋转姿态等旋转特性影响和决定着液晶相的稳定性，即 变规律与分子结构之间 液晶相变温度的高低。而液晶转子的力学特性又是由分子的 的关系。该模型提出，长 原子布局、质量分布、转子的重心、偏心率等分子的结构决 棒状的液晶分子是一种 定的，因此，该模型事实上是由分子的结构出发来研究液晶 以长轴为旋转轴的弹性 相结构的一种模型。由于其利用了描述机械转子的一些力学 高速旋转体，分子在晶 参量，因此被称为机械模型。 体状态时，其旋转运动 图1SmecticB相的机械模型分子层 液晶的相变温度对液晶材料的利用价值起着至关重要的 的位置相对稳定。当分 想象图。分子的软侧链缠绕形成轴 作用，对液晶的相变问题的