《偶氮苯手性向列相液晶材料的光調控變色》是依託復旦大學，由韋嘉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：偶氮苯手性向列相液晶材料的光調控變色
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：韋嘉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用光來調控手性向列相液晶材料的選擇性反射性質，在可調色濾光器、可調色液晶雷射器、光碟機動的柔性顯示器等方面都有潛在套用，因而受到越來越多的關注。通過摻雜的光回響分子（如偶氮苯）在光照前後構型的變化，誘導手性向列相液晶螺旋扭曲行為的改變，即可達到使材料反射光波長變化的目的。該材料的光回響性能主要取決於光回響手性分子的結構。目前該方法所存在的問題是：光回響手性分子的結構還比較單一，光回響波長也有局限，不利於該類材料的深入研究和開發性能更最佳化的體系。本項目擬用合理的合成路線，利用偶氮苯現有的改性技術，選取一些偶氮苯其衍生物將其與手性聯萘結構結合，研究手性偶氮苯分子的結構與手性向列相液晶螺旋扭曲行為、偶氮苯光異構化行為與手性向列相液晶螺旋結構、反射光譜動態變化的關係。在此基礎上，通過合理的偶氮苯分子設計或藉助上轉換技術，構築具有實時回響、反射光譜變化範圍寬等特點的可見光回響手性向列相液晶體系。
結題摘要
光回響手性向列相液晶作為一種自組裝軟物質光子晶體材料，在光刺激下表現出選擇性反射波長的變化，有望用作開發光控可調型光學元器件。受限於偶氮苯光開關的分子結構，目前摻雜偶氮苯類手性分子開關的光回響手性向列相液晶大多依賴紫外光作為一種激發波長，而且分子結構單一，這極大限制了手性向列相液晶材料的實際套用。本項目設計併合成了多種全新結構的偶氮苯類軸手性分子，提出了選擇性反射波長調控的新策略。首先，我們另闢蹊徑，僅在聯萘偶氮苯的鄰位引入強吸電子效應的氟原子，設計出結構簡單的可見光回響手性分子開關，掌握了分子結構與螺旋結構調控間的構-效關係，實現了手性向列相液晶反射波長的可見光調控。其次，我們在同一個聯萘軸手性中心上連線偶氮苯和氟取代偶氮苯兩種不同的光回響基團，首次製備出三穩態手性分子開關，利用分段調控新策略極大的拓寬了反射波長的調控範圍，創造出黑色背景實現“黑底彩圖”。隨後，我們通過調節手性中心和偶氮苯單元間的距離，探究了間隔基長度對螺旋扭曲力常數值的影響，豐富了聯萘軸手性分子開關的結構。另外，我們擺脫手性分子開關的束縛，將手性分子開關拆分為手性摻雜劑和光開關兩個簡單、獨立的部分，提出利用光化學相轉變原理調控手性向列相液晶螺距及反射顏色的策略，建立RGB三原色與刺雷射源一一對應的關係，展示了光控圖案的連續變化。最後，我們通過引入鉑卟啉染料拓展了含氟偶氮苯光開關的回響波長，獲得了紫外光、藍光、綠光及紅光多波長回響的手性向列相液晶。本項目開發的光回響手性向列相液晶在光調色濾光片、雷射器以及液晶多彩顯示器件等領域有潛在套用。
