液晶的分类
发布网友
发布时间：2022-07-24 09:29
共2个回答
热心网友
时间：2023-10-09 00:55
液晶种类很多，通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。已合成了1万多种液晶材料，其中常用的液晶显示材料有上千种，主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。 因液晶产生之条件（状况）不同而被分为热致液晶（thermotropic LC）和溶致液晶（lyotropic LC），分别由加热、加入溶剂形成液晶热相致液晶相产生两种情形。液晶的光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶；溶致液晶则受控于浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。
热致液晶包括向列相、近晶相、胆甾相三种。
1. 近晶相液晶
近晶相液晶分子分层排列，根据层内分子排列的不同，又可细分为近晶相A近晶相B等多种。层内分子长轴互相平行，而且垂直于层面。分子质心在层内的位置无一定规律。这种排列称为取向有序，位置无序。近晶相液晶分子间的侧向相互作用强于层间相互作用，所以分子只能在本层内活动，而各层之间可以相互滑动。
2. 胆甾相液晶
胆甾相液晶是一种乳白色粘稠状液体，是最早发现的一种液晶，其分子也是分层排列，逐层叠合。每层中分子长轴彼此平行，而且与层面平行。不同层中分子长轴方向不同，分子的长轴方向逐层依次向右或向左旋转过一个角度。从整体看，分子取向形成螺旋状，其螺距用p表示，约为0.3mm。
3. 向列相液晶
向列相液晶中，分子长轴互相平行，但不分层，而且分子质心位置是无规则的。
1922年，法国人弗里德（G. Friedel）仔细分析当时已知的液晶，把他们分为三类：向列型（nematic）、层列型（smectic）、胆固醇型（cholesteric）。名字的来源，前两者分别取自希腊文线状和清洁剂（肥皂）；胆固醇型的名字有历史意义，如以近代分类法，它们属于向列型。其实弗里德对液晶一词不赞同，他认为「中间相」才是最合适的表达。
向列相（nematic）是最简单的液晶相，此类液晶的棒状分子之间只是互相平等排列。但它们的重心排列是无序的，在外力作用下发生流动，很容易沿流动方向取向，并且互相穿越。因此，此类型液晶具有相当大的流动性。向列相液晶又分为单轴向列相液晶和双轴向列相液晶。
电场与磁场对液晶有巨大的影响力，向列型液晶相的介电性行为是各类光电应用的基础（用液晶材料制造以外加电场超作之显示器，在1970年代以后发展很快。因为它们有小容积、微量耗电、低操作电压、易设计多色面版等多项优点。不过因为它们不是发光型显示器，在暗处的清晰度、视角和环境温度*，都不理想。无论如何，电视和电脑的屏幕以液晶材质制造，十分有利。大型屏幕在以往受制于高电压的需求，变压器的体积与重量不可言喻。其实，彩色投影电视系统，亦可利用手性向列型液晶去制造如偏光面版、滤片、光电调整器。
近晶相（smectic）
近晶型结构是所有液晶中具有最接近结晶结构的一类。这类液晶中，棒状分子依靠所含官能团提供的垂直于分子的长轴方向的强有力的相互作用，互相平等排列成层状结构，分子的长轴垂直于层片平面。在层内，分子排列保持着大量二维固体有序性，但是这些层片又不是严格刚性的，分子可以在本层内活动，但不能来往于各层之间，结果这类柔性的二维分子薄片之间可以相互滑动，而垂直于层片方向的流动则要困难。因此，近晶型液晶一般在各个方向都是非常粘滞的。例如：对氧化偶氮苯甲醚：CH3OC6H4(NO)=NC6H4OCH3
胆甾相（甾音zāi）（cholesteric）由于首先在胆甾醇的酯和卤化物的液晶中观察到，故得其名。在这类液晶中，长形分子是扁平的，依靠端基的相互作用，彼此平等排列成层状，但是他们的长轴是在层片平面上的，层内分子与向列型相似，而相邻两层间，分子长轴的取向，由于伸出层片平面外的光学活性基团的作用，依次规则地扭转一定角度，层层累加而形成螺旋面结构。取向方向经历360°变化的距离称作螺矩。
胆甾相最明显的特征是其独特的光学性质。它具有极强的旋光性、明显的圆二色性和对波长的选择性反射，后者使它在肉眼下即能显现色彩。液晶显示器件应用的主要是其旋光性。
例如：苯甲酸胆甾酶酯：C6H5COOC27H45
溶致型液晶
溶致液晶是由两种或两种以上的组分形成的液晶，其中一种是水或其它的极性溶剂。这是将一种溶质溶于一种溶剂而形成的液晶态物质。典型的溶质部分是由一个具有一端为亲水基团，另一端为疏水基团的双亲分子构成的。如十二烷基磺酸钠或脂肪酸钠肥皂等碱金属脂肪盐类等。它的溶剂是水，当这些溶质溶于水后，在不同的浓度下，由于双亲分子亲水、疏水基团的作用会形成不同的核心相（middle）和层相（lamella），核心相为球形或柱形。层相则由与近晶相相似的层式排布构成。
溶致液晶中的长棒状溶质分子一般要比构成热致液晶的长棒状分子大得多，分子轴比约在15左右。最常见的有肥皂水，洗衣粉溶液，表面活化剂溶液等。溶质与溶质之间的相互作用是次要的。
由于分子的有序排布必然给这种溶液带来某种晶体的特性。例如光学的异向性，电学的异向性，以至于亲合力的异向性。例如肥皂泡表面的彩虹及洗涤作用就是这种异向性的体现。
溶致液晶不同于热致液晶。它们广泛存在于大自然界、生物体内，并被不知不觉应用于人类生活的各个领域。如肥皂洗涤剂等。生物物理学，生物化学、仿生学领域都深受注目。这是因为很多生物膜、生物体，如神经、血液、生物膜等生命物质与生命过程中的新陈代谢、消化吸收、知觉、信息传递等生命现象都与溶致液晶态物质及性能有关。因此在生物工程、生命、医疗卫生和人工生命研究领域，溶致液晶科学的研究都倍受重视。
溶致性液晶生成的例子，是肥皂水。在高浓度时，肥皂分子呈层列性，层间是水分子。浓度稍低，组合又不同。 分为两亲型和非两亲型。
热心网友
时间：2023-10-09 00:55
当液态晶体刚被发现时，因为其种类很多，所以不同研究领域的人对液晶会有不同的分类方法，如果依据分子排列的有序性来分，液晶一般分成以下四类。
1.层状(Sematic)液晶
层状液晶的结构是由液晶棒状分子聚集在一起，形成一层一层的结构，其每一层的分子的长轴方向相互平行，且此长轴的方向对于每一层平面垂直或有一倾斜角。由于其结构非常近似于晶体，所以又称作近晶相。
2.线状(Nematic)液晶
线状液晶是TFT液晶显示器、TFT液晶彩电常用的TN型液晶，这种液晶看起来像丝线一样，因此而得名。线状液晶分子在空间上呈现一维的规则性排列，所有线状液晶分子长轴会选择某一特定方向(也就是指向矢)作为主轴，并相互平行排列，而且不像层状液晶一样具有分层结构。与层状液晶比较，其排列比较无秩序。另外，其黏度较小，所以较易流动(它的流动性主要来自分子长轴方向较易出现的自由运动)。
3.胆固醇(Cholesteric)液晶
胆固醇液晶之所以有这个名字，是因为这类液晶大部分是由胆固醇的衍生物所生成的，但有些没有胆固醇结构的液晶也会具有此液晶相。如果把胆固醇液晶一层一层分开来看，它很像线状液晶，但是，它们的指向矢会逐层不同而像螺旋状一样分布。
4.碟状(Disk)液晶
碟状液晶也称为柱状液晶，以单个液晶来说，它呈碟状，但是其排列起来则呈柱状。
