液晶的结构与性质.ppt

3．磁效应液晶分子的排列对磁场也很敏感，在外磁场作用下，它的排列方式会发生急剧的改变。例如，当磁场强度超过某个阈值时，向列型液晶可以变成胆甾型液晶，由此而引起液晶物质在光学性质上的改变。显然，磁效应在原理上与电光效应类似。第31页,共33页，星期六，2024年，5月4．光生优特效应在镀有透明电极的两块玻璃板之间，夹有一层向列型或近晶型液晶，用强光照射时，发现电极间出现电动势，这种现象就叫做光生伏特效应。其实，光生伏特效应就是液晶的光电效应。为了不致于与前面讲过的电光效应混淆起来，才把光电效应命名为光生伏特效应。光生伏特效应在生物液晶中是非常重要的。人眼视网膜中的视色素分子正好处于液晶态，当光刺激眼睛时，由于液晶的光生伏特效应，视色素分子便产生了“早期感受器电位”，经视神经传入视觉中枢，才使我们感知了这一光信号。第32页,共33页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第33页,共33页，星期六，2024年，5月关于液晶的结构与性质一、液晶的特征液晶态是一种介于液体与晶体之间的中间态，它既有液体的流动性，又有类似晶体结构的有序性。这类物质在力学性质上象是液体，在光学性质上又象是晶体，故称为液态晶体，简称液晶。从微观来看，液晶态是各种特定分子在溶剂中有序排列而形成的聚集态。具有液晶性质的物质，在芳香族、脂肪族、多环族和胆讲醇衍生出来的有机化合物中都可以找到。并非所有物质都能形成液晶态。第2页,共33页，星期六，2024年，5月判断某种物质是否具有液晶性质的三个条件

只有符合以下几个基本条件的物质，才有可能形成液晶态：1．分子链必须具有刚性或比较刚性的物质，在溶液中，分子链呈棒状或近乎棒状的构象；此外，有些平板状分子也可形成液晶态。2．这种物质的分子链上，必须具有苯环和氢键等极性基团。3．对于形成胆甾型液晶的分子，除了具备上述两个条件外，还必须具有光学活性因素，如含有不对称碳原子等，因而分子本身就具有较大的各向异性。第3页,共33页，星期六，2024年，5月液晶物质的宏观表征和微观表征液晶物质的宏观表征，既有类似液体的流动性和连续性；又有类似晶体的有序性。它们在光学、力学和电学性质上，具有明显的各向异性，能显现浑浊、双折射、彩虹、旋光等一系列奇特的现象。从分子水平上来看，液晶物质内部分子的排列是有序的，但又是可以流动的。第4页,共33页，星期六，2024年，5月二、液晶的形成根据形成方式，液晶物质可分为两类：1．热致性液晶2.溶致性液晶第5页,共33页，星期六，2024年，5月1．热致性液晶热致性液晶是加热液晶物质时，形成的各向异性熔体如前所述，莱尼茨尔首次发现的液晶物质胆甾醇苯甲酸酯，就是一种热致性液晶。这种液晶通常有两个熔点。固体液晶液体加热加热冷却冷却第6页,共33页，星期六，2024年，5月热致性液晶的定义和特征把某种能形成液晶的固体加热到第一熔点，这种物质就转变成为既有双折射性,又有流动性的液晶态。肉眼看到的，是一种粘稠而浑浊的液体，其稠度随不同的化合物而有所不同，从糊状到自由流动的液体都有。从分子水平来看，温度超过第一熔点时，物质内部的分子排列还是有序的，仍然具有晶体结构的特征。但是，这时的分子又是能够流动的，产生了和液体一样的性质。所以说，该种物质此时处于液晶态。由于这种液晶态是靠加热形成的，因而称之为热致性液晶。第7页,共33页，星期六，2024年，5月从液晶态到液态的相变温度继续升高，加热到第二熔点时，液晶态又转变成各向同性的液体。所谓各向同性，就是说，不管从哪个方向测量这种液体，它的光学性质（如折射率）都是相同的。从分子水平来看，温度超过第二熔点时，物质分子的取向是随机的、乱七八糟的。此时，这种物质仅有和液体一样的流动性，而无任何有序性。所以说，这种物质在加热到第二熔点的温度之后，就完成了从液晶态到液态的相变。第8页,共33页，星期六，2024年，5月热致性液晶的性质如果冷却这种液体，逆过程又可以倒转回来。但是，有些液晶物质在冷却时会出现“过度冷却”现象，从而形成一种不稳定相。具有热致性液晶行为的物质，当温度低于第一熔点时，是固态；温度在第一熔点和第二熔点之间，是液晶态，温度高于第二熔点时，就会从液晶态转变成液态。第9页,共33页，星期六，2024年，5月2．溶致性液晶溶致性液晶是物质溶解于某种溶剂中而形成的各向异性溶液。在生物体内的液晶多属此类。固体加水去水液晶加水去水液体第10页,共33页，星期六，2024年，5月例子溶致性液晶的形成过程为便于理解，我们举个例子。将一小把火柴很撒在脸盆的水面上，由于水面相对来说比较宽阔，这些火柴棍在水面上的分布是随机的，东一根，