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向列相液晶

/nematic liquid crystal/
条目作者陆延青

陆延青

最后更新 2022-12-23
浏览 227
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一种最常见且有序度最低的液晶相,分子取向具有长程有序,但没有位置和键取向有序。根据温度和组分的不同,液晶可以处于众多相态中的某个相。向列相是其中最常见的相之一。

英文名称
nematic liquid crystal
所属学科
光学工程

向列一词来自希腊语前缀negoline,意思是线状的、丝状的,所以有时候也被称为丝状相。然而随着液晶的发展,人们发现向列相液晶也可由盘状分子等构成,因此丝状相一词已不常用。

常见的向列相液晶在材料和物性上一般具有如下特点:

①液晶分子的几何形状一般呈棒状,长径比通常大于4。其分子中央常有双键或三键,以得到线性结构产生一定的刚性。分子末端往往有一个极性基团,以产生较大的分子间作用力。

②液晶分子的重心没有长程序,除了在长度尺度中各向异性外,相邻分子重心之间的位置相关性与普通液体相似,从而能像普通液体一样流动。

③在分子的方向上存在一定的有序性,倾向平行于某个公共轴排列,这个公共轴常用“指向矢”表示。这种有序性会在所有的宏观张量性质中反映出来:例如,在光学上向列相是单轴介质,其光轴与n平行。

④指向矢的方向没有极性,即其正反相在物理性质上总体不可区分,但在空间中是任意的。很小的外力就可以影响它(例如,液晶盒的内侧面的取向材料,或者电场、磁场等的作用)。

相比于其他液晶相态,向列相液晶具有材料丰富、价格便宜、驱动电压低、功能丰富等突出优点,是当今应用最广泛的液晶材料,无论在信息显示、光学器件、传感等领域均得到诸多应用。

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