基于氰芪基感光基元的液晶聚合物复合薄膜的研究

摘要

含有氰芪基元的有机共轭荧光分子是具有聚集诱导荧光增强效应的一类材料。由于其丰富的光学性质，含有氰芪结构的荧光分子成为荧光材料领域的研究热点之一。含有氰芪荧光基元的分子具有光致异构化特性和光热效应，并且氰芪分子荧光的波段或颜色会根据分子的相态发生变化。
　　光子晶体结构是介电常数在空间呈周期性分布的一种特殊结构，是可以控制和改变光线传播的材料。具有三维光子晶体结构的材料会反射特定波段的光而具有结构色。由于光子带隙可通过外场来调控，光子复合的响应型功能材料一直是光电功能材料中一个活跃的分支。
　　在本课题中，我们首先合成了一种含有双氰芪基团的可聚合液晶分子。并以此为基础，制备了反蛋白石光子结构复合的液晶聚合物薄膜。薄膜的一侧具有反蛋白石结构，另一侧是液晶聚合物交联网络，是一种同时具有荧光和反射结构色的类双层结构液晶聚合物薄膜。
　　研究表明，在液晶聚合物薄膜中的氰芪光敏基元可发生不可逆的光致Z/E异构化，基于此可对荧光聚合物的光子带隙进行调控。并且，反蛋白石结构对荧光液晶聚合物具有荧光增强作用。基于以上的研究，进一步制备了反射/荧光双模式的微阵列图案，写入的微阵列图案可以分别在荧光模式及反射模式下观察到。
　　另一方面，我们对液晶聚合物光子薄膜的光致三维形变进行了研究。研究发现，氰芪光敏基元的Z/E异构化，薄膜热应力的释放以及光热效应共同对薄膜的三维形变产生影响。在第一个曝光周期，氰芪基元发生Z/E光致异构化，同时内部热应力释放，发生不可逆的弯曲形变，在随后多个曝光周期中，薄膜由于氰芪基元的光热效应，发生可逆的弯曲形变。同时，我们制备了杂化取向的氰芪基液晶聚合物薄膜作为对照组进行了光致形变研究，并以此为基础，对液晶聚合物光子薄膜的形变机理给出了解释。
　　综上所述，我们制备了含反蛋白石结构的类双层荧光液晶聚合物薄膜;并分别研究了其荧光调控以及弯曲形变性能。本研究为荧光聚合物材料的构建及调控开辟了一条新的途径，在液晶聚合物的特种光学薄膜及光致驱动器件等应用等领域具有潜在价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 光子晶体的简介

1．2．1 光子晶体的概念

1．2．2 光子晶体的分类

1．2．3 光子晶体的制备

1．2．4 光子晶体的研究及应用

1．3 液晶的简介

1．3．1 光响应型液晶聚合物驱动器简述

1．3．2 具有荧光响应的液晶体系

1．4 课题研究目的与意义

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究意义

第二章 基于氰芪基荧光基元的液晶聚合物光子薄膜的光化学图案显示

2．1 引言

2．2 实验药品

2．3 实验仪器

2．4 实验方案

2．4．1 氰芪可聚合单体的合成

2．4．2 光子晶体模版的制备

2．4．3 液晶聚合物光子薄膜的制备

2．4．4 荧光／反射双模式微阵列图案的制备

2．5 测试和表征

2．5．1 氰芪可聚合单体的合成

2．5．2 反蛋白石复合液晶聚合物薄膜的表征

2．5．3 荧光图案的表征

2．6 结果与讨论

2．6．1 氰芪可聚合单体的合成

2．6．2 液晶聚合物光子薄膜的表征

2．6．3 反射／荧光双模式微阵列图案的制备

2．7 本章小结

第三章 基于氰芪基光敏基元的液晶聚合物光子薄膜的三维形变的研究

3．1 引言

3．2 实验药品

3．3 实验仪器

3．4 实验方案

3．4．1 氰芪可聚合单体的合成

3．4．2 光子晶体模版的组装

3．4．3 液晶聚合物光子薄膜的制备

3．4．4 对液晶光子薄膜三维形变的研究

3．5 测试和表征

3．5．1 氰芪可聚合单体的合成

3．5．2 液晶聚合物光子薄膜的表征

3．5．3 液晶聚合物薄膜光热效应的表征

3．6 结果与讨论

3．6．1 液晶光子薄膜的光致形变测试

3．7 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师简介