液晶-北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院課件

2019年2月楊爽化學(xué)學(xué)院高分子科學(xué)與工程系軟物質(zhì)和硬科學(xué)：微觀到宏觀的中間世界2019年2月楊爽化學(xué)學(xué)院高分子科學(xué)與工程系軟物質(zhì)和硬科學(xué)

II.軟物質(zhì)中的力、能量與相互作用方式I.前言V.自組裝III.相變與朗道理論VI.特殊軟物質(zhì)體系的物理學(xué)：

膠體、高分子、凝膠、液晶分子IV.軟物質(zhì)中的微觀運(yùn)動(dòng)形式II.軟物質(zhì)中的力、能量與相互作用方式I.前言V.自第八章

液晶分子第八章液晶分子1.液晶：液體+晶體？分子取向長程有序，位置無序（mesophase）IsotropicphasePolarphaseNematicphase1.液晶：液體+晶體？分子取向長程有序，位置無序（mesop液晶相的分類1.溶致液晶(lyotropicliquidcrystalphase)：溶液中通過濃度調(diào)控形成液晶相。如溶液中的溶質(zhì)分子體

系，兩親分子組裝的層狀相、柱狀相；長棒狀分子；生物膜等。2.熱致液晶(thermotropicliquidcrystalphase)：

有機(jī)分子從固晶相加熱熔化后（熔點(diǎn)）形成液晶相，更高溫度下

（清亮點(diǎn)）轉(zhuǎn)化為各向同性液體。熔點(diǎn)：118.2oC清亮點(diǎn)：135.5oC熔點(diǎn)：21oC清亮點(diǎn)：48oC液晶相的分類1.溶致液晶(lyotropicliq棒狀分子熱致液晶相的分類：向列相(Nematicphase)螺旋狀相(Cholestericphase)層狀相(Smecticphase)棒狀分子熱致液晶相的分類：向列相(Nematicphase液晶相的表征：液晶相的表征：例子：Nematic相的表征例子：Nematic相的表征例子：SmecticA相的表征例子：SmecticA相的表征例子：SmecticC相的表征例子：SmecticC相的表征盤狀分子液晶相：向列相(Nematicphase)柱狀相(Фhphase)盤狀分子液晶相：向列相(Nematicphase)柱狀相(2.液晶的取向有序序參量序參量張量S描述了取向有序度大小各向同性無序相S=0；完全取向S=1

描述了向列相有序的取向

液晶科學(xué)90%的內(nèi)容在控制有序的取向2.液晶的取向有序序參量序參量張量S描述了取向有序度大小描3.液晶的isotropic-nematic相變理論宏觀理論：Landau-deGennes理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論宏觀理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論Landau-deGennes理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論Land3.液晶的isotropic-nematic相變理論兩分子的相互作用勢能N個(gè)分子，每個(gè)分子和q個(gè)相鄰的分子相互作用微觀理論：Maier-Saupe理論分子獨(dú)立漲落假設(shè)3.液晶的isotropic-nematic相變理論兩分子的3.液晶的isotropic-nematic相變理論：分子的取向熵總自由能結(jié)合拉格朗日乘子法，自由能的泛函為0條件：Maier-Saupe理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論：分子的3.液晶的isotropic-nematic相變理論：分布函數(shù)滿足方程：結(jié)合歸一化條件：S須滿足自洽條件：Maier-Saupe理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論：分布函3.液晶的isotropic-nematic相變理論硬的圓柱系統(tǒng)微觀理論：Onsager理論3.液晶的isotropic-nematic相變理論硬的圓柱3.液晶的彈性性質(zhì)Frankfreeenergy3.液晶的彈性性質(zhì)Frankfreeenergy3.液晶的彈性性質(zhì)應(yīng)用：Frederikstransition表面場與磁場（電場）取向的競爭3.液晶的彈性性質(zhì)應(yīng)用：Frederikstransiti3.液晶的彈性性質(zhì)應(yīng)用：Frederikstransition表面場與磁場（電場）取向的競爭3.液晶的彈性性質(zhì)應(yīng)用：Frederikstransiti3.液晶的缺陷拓?fù)淙毕荩阂壕∠蚴噶坎贿B續(xù)地改變(disclinations)3.液晶的缺陷拓?fù)淙毕荩阂壕∠蚴噶坎贿B續(xù)地改變(discl1.SoftCondensedMatter,RichardA.L.Jones,OxfordUniversityPress,20022.SoftMaterPhysics,MasaoDoi,OxfordUniversityPress,20133.J.V.Selinger,