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文档简介
2019年2月杨爽化学学院高分子科学与工程系软物质和硬科学:微观到宏观的中间世界2019年2月杨爽化学学院高分子科学与工程系软物质和硬科学
II.软物质中的力、能量与相互作用方式I.前言V.自组装III.相变与朗道理论VI.特殊软物质体系的物理学:
胶体、高分子、凝胶、液晶分子IV.软物质中的微观运动形式II.软物质中的力、能量与相互作用方式I.前言V.自第八章
液晶分子第八章液晶分子1.液晶:液体+晶体?分子取向长程有序,位置无序(mesophase)IsotropicphasePolarphaseNematicphase1.液晶:液体+晶体?分子取向长程有序,位置无序(mesop液晶相的分类1.溶致液晶(lyotropicliquidcrystalphase):溶液中通过浓度调控形成液晶相。如溶液中的溶质分子体
系,两亲分子组装的层状相、柱状相;长棒状分子;生物膜等。2.热致液晶(thermotropicliquidcrystalphase):
有机分子从固晶相加热熔化后(熔点)形成液晶相,更高温度下
(清亮点)转化为各向同性液体。熔点:118.2oC清亮点:135.5oC熔点:21oC清亮点:48oC液晶相的分类1.溶致液晶(lyotropicliq棒状分子热致液晶相的分类:向列相(Nematicphase)螺旋状相(Cholestericphase)层状相(Smecticphase)棒状分子热致液晶相的分类: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相的表征盘状分子液晶相:向列相(Nematicphase)柱状相(Фhphase)盘状分子液晶相:向列相(Nematicphase)柱状相(2.液晶的取向有序序参量序参量张量S描述了取向有序度大小各向同性无序相S=0;完全取向S=1
描述了向列相有序的取向
液晶科学90%的内容在控制有序的取向2.液晶的取向有序序参量序参量张量S描述了取向有序度大小描3.液晶的isotropic-nematic相变理论宏观理论:Landau-deGennes理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论宏观理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论Landau-deGennes理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论Land3.液晶的isotropic-nematic相变理论两分子的相互作用势能N个分子,每个分子和q个相邻的分子相互作用微观理论:Maier-Saupe理论分子独立涨落假设3.液晶的isotropic-nematic相变理论两分子的3.液晶的isotropic-nematic相变理论:分子的取向熵总自由能结合拉格朗日乘子法,自由能的泛函为0条件:Maier-Saupe理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论:分子的3.液晶的isotropic-nematic相变理论:分布函数满足方程:结合归一化条件:S须满足自洽条件:Maier-Saupe理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论:分布函3.液晶的isotropic-nematic相变理论硬的圆柱系统微观理论:Onsager理论3.液晶的isotropic-nematic相变理论硬的圆柱3.液晶的弹性性质Frankfreeenergy3.液晶的弹性性质Frankfreeenergy3.液晶的弹性性质应用:Frederikstransition表面场与磁场(电场)取向的竞争3.液晶的弹性性质应用:Frederikstransiti3.液晶的弹性性质应用:Frederikstransition表面场与磁场(电场)取向的竞争3.液晶的弹性性质应用:Frederikstransiti3.液晶的缺陷拓扑缺陷:液晶取向矢量不连续地改变(disclinations)3.液晶的缺陷拓扑缺陷:液晶取向矢量不连续地改变(discl1.SoftCondensedMatter,RichardA.L.Jones,OxfordUniversityPress,20022.SoftMaterPhysics,MasaoDoi,OxfordUniversityPress,20133.J.V.Selinger,
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