纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料研究进展

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作者:无, 字数:8996

  摘 要:纳米粒子是一种新型的功能材料,它能够同其他的功能材料制备形成性能更加优异的复合材料,满足现代社会各行业对于新材料需求。当前将不同类型的纳米粒子同蓝相液晶材料按照不同的方式进行掺杂制备,可以形成功能更加独特完备的新型复合材料。社会各行业对纳米粒子的复合材料的制备研究如火如荼展开,也由此形成丰富的研究成果。下文正是通过对纳米粒子的研究进展入手,分析不同的纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料所具备的不同的性能,旨在能够为液晶纳米复合材料的进一步发展提供参考和借鉴。
  关键词:纳米粒子;蓝相液晶;复合材料;研究进展
  随着社会经济的进一步发展,生产出具备催化降解的有机材料至关重要,但是这类复合材料的合成制备工艺较为复杂,需要投入人才资源、科技资源,进行合成制备流程研究。与此同时还需要注意做好复合材料合成过程中的各种有毒化学试剂的合理科学应用。纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料研究能够有效地提高现有蓝相液晶材料的性能,扩大蓝相液晶材料的应用范围。同时有效提升蓝相液晶复合材料的经济效益和社会效益。
  1、 关于纳米粒子和蓝相液晶材料的研究
  1.1纳米粒子的研究
  随着高科技技术的飞速发展,各行业对高性能材料的需求越来越高,纳米技术、纳米材料的出现为高性能新材料的研发提供了新的途径。以纳米粒子材料为基本单位,同其他的材料为合成部分,由此可以制备形成性能更加齐全的复合材料。当前常见的纳米粒子形式多样,主要有金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、碳纳米管、聚合物纳米粒子、铁电性纳米粒子、磁性纳米粒子等多种形式。经过相关学者的研究显示,这些纳米粒子都可以同液晶合成,实现对液晶材料的改性,达到优化纳米复合材料的目的。
  1.2蓝相液晶材料的研究
  蓝相液晶材料作为一种新型的液晶显示材料,随着互联网技术的发展,其所具备的宽视角、高速响应能力等优势,使其成为光电显示领域的重要研究话题。当下关于蓝相液晶材料的研究較为普遍,同时也提出了蓝相液晶材料在平板显示、智能手机显示等多个领域中的应用优缺点。如,展开对蓝相液晶材料在使用中相温狭窄的技术研究,其提出通过高分子安定化蓝相液晶模式或是t-shaped模式能够有效地拓宽蓝相液晶材料的温度范围,提升蓝相液晶材料的使用领域。meiboom等学者发现蓝相液晶材料中手性向列液晶的自由能可以通过双扭曲结构来降低,由此降低旋转能耗。
  1.3纳米粒子掺杂液晶材料的研究
  可以说,关于纳米粒子掺杂液晶,进行复合材料的改性的相关研究已经常态化发展,越来越多的学者和行业专家实现对纳米粒子掺杂液晶材料的研究。通过对各种纳米粒子复合材料的制备和应用情况的研究,极大程度的提升纳米粒子-液晶复合材料的应用附加值,同时推动环境保护和生物资源的高效应用。如,储晶晶等学者展开对木质素基金属纳米粒子复合材料的制备及其应用研究,阐述了该复合材料在制备和应用中面临着的挑战和机遇,为未来的纳米粒子复合材料的研究发展提供参考方向。
  2、 关于纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的制备及性能研究
  2.1纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的制备方法
  ①纳米粒子的特性分析
  站在纳米粒子的类型特性的研究分析基础上可知,并不是所有的纳米粒子都可以同蓝相液晶进行掺杂合成制备。只有金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、碳纳米管、聚合物纳米粒子、铁电性纳米粒子、磁性纳米粒子等才可以。因此通过对金属纳米粒子的特征的分析,可以从中掌握该复合材料制备的一般性参数需求。金属纳米粒的基本单位是一些微小尺寸的粒子,其直径在纳米范围之内,因此具有纳米材料的一般优势,使其在材料、医学检验以及其他的高新科技产业中得到广泛应用。首先,金属纳米粒子表面能量效应较高。该纳米粒子的表面都具有较高的能量,且这些能量因为原子缺位,使其稳定性交差。因此在运输或是移动中,金属纳米粒子的活性容易发生演变。如,出现金属纳米粒子表面电子自旋构像同电子能谱产生变化。其次,金属纳米粒子具有小尺寸效应。该特性使得金属纳米粒子的表面等离子激元共振效果明显。从而使得该复合材料附近的边界收到破坏,导致材料的光、热等出现明显变化。
  ②纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的制备工艺
  金属纳米粒子掺杂蓝相液晶制备而成复合材料需要从金属纳米粒子的相关物理特性入手,实现对蓝相液晶材料的电光性能的改良。在实际的制备中,需要准备好各种实验试剂、实验仪器,之后采用两相法制备金属纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料。其制备流程图如图1所示。
  2.2纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的性能研究
  首先,对于制备合成的纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的性能研究后发现,该复合材料中的金属纳米粒子可以很好的分散在液晶基体中,同时发挥自身所具有的良好的导电特性,极大程度地改善了液晶材料的导电性,降低了蓝相液晶复合材料的阈值的电压,缩短了蓝相液晶显示器的光学反应速率。但是该复合材料中,金属纳米粒子所具有的小尺寸效应,让复合液晶材料的分子之间的取向变得不稳定,从而降低蓝相液晶现实材料的话化性能。其次,还有学者通过添加催化剂等对于纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料进行改性,从而制备形成一种全新的生物传感器,在这种生物传感器中,复合材料可以发挥积极效果。如,金属纳米粒子在复合材料中可以实现均匀排列,完成对乙酰胆碱和乙酰胆碱酯酶抑制剂的检测,可以广泛应用到医疗药剂的成分测量中。然后,有学者制备形成的金属纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料,该复合材料的导电性和转变温度的性能较好。金属纳米粒子在液晶材料中的掺杂应用,可以有效地组织液晶分子的取向变化,从而降低液晶显示屏的活化程度,避免出现闪屏的故障。最后,将金属ag-pd纳米粒子掺杂到蓝相液晶中制备而成的复合材料,其液晶材料中的分散性能较高,各种液晶分子可以稳定均匀分散在液晶体中,相转变没有温度变化。
  结束语
  综上所述,现如今社会各行业所出现和应用的纳米材料种类越来越多,不同种类的纳米粒子掺杂液晶材料所制备而成的复合材料的性质也不同。根据当前的研究现状可知,如,将稀土氧化物纳米粒子、半导体纳米粒子同蓝相液晶掺杂在一起可以制备成为电光特性、介电特性较好的复合材料,满足各种高新行业的应用。另外随着科学技术的发展,对于纳米粒子掺杂液晶复合材料的研究热点在对纳米材料中液晶相、纳米材料在液晶材料中的排列分散和稳定性,对液晶的导电性能等的影响,还提出若干纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料的制备工艺技术。通过对这些理论研究的梳理和分析,以期能够制备出性能更加齐全的纳米复合材料。
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  基金项目:西京学院校级大学生创新创业训练计划:纳米粒子掺杂蓝相液晶复合材料研究进展(编号:X202012715072)(作者单位:西京学院,陕西 西安 710123)

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