納米粒子摻雜藍相液晶復合材料研究進展

段玉波　張庚　康小希　樊龍　李萱　郭準

摘 要：納米粒子是一種新型的功能材料，它能夠同其他的功能材料制備形成性能更加優異的復合材料，滿足現代社會各行業對于新材料需求。當前將不同類型的納米粒子同藍相液晶材料按照不同的方式進行摻雜制備，可以形成功能更加獨特完備的新型復合材料。社會各行業對納米粒子的復合材料的制備研究如火如荼展開，也由此形成豐富的研究成果。下文正是通過對納米粒子的研究進展入手，分析不同的納米粒子摻雜藍相液晶復合材料所具備的不同的性能，旨在能夠為液晶納米復合材料的進一步發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：納米粒子;藍相液晶;復合材料;研究進展

隨著社會經濟的進一步發展，生產出具備催化降解的有機材料至關重要，但是這類復合材料的合成制備工藝較為復雜，需要投入人才資源、科技資源，進行合成制備流程研究。與此同時還需要注意做好復合材料合成過程中的各種有毒化學試劑的合理科學應用。納米粒子摻雜藍相液晶復合材料研究能夠有效地提高現有藍相液晶材料的性能，擴大藍相液晶材料的應用范圍。同時有效提升藍相液晶復合材料的經濟效益和社會效益。

1、 關于納米粒子和藍相液晶材料的研究

1.1納米粒子的研究

隨著高科技技術的飛速發展，各行業對高性能材料的需求越來越高，納米技術、納米材料的出現為高性能新材料的研發提供了新的途徑。以納米粒子材料為基本單位，同其他的材料為合成部分，由此可以制備形成性能更加齊全的復合材料。當前常見的納米粒子形式多樣，主要有金屬納米粒子、金屬氧化物納米粒子、碳納米管、聚合物納米粒子、鐵電性納米粒子、磁性納米粒子等多種形式。經過相關學者的研究顯示，這些納米粒子都可以同液晶合成，實現對液晶材料的改性，達到優化納米復合材料的目的。

1.2藍相液晶材料的研究

藍相液晶材料作為一種新型的液晶顯示材料，隨著互聯網技術的發展，其所具備的寬視角、高速響應能力等優勢，使其成為光電顯示領域的重要研究話題。當下關于藍相液晶材料的研究較為普遍，同時也提出了藍相液晶材料在平板顯示、智能手機顯示等多個領域中的應用優缺點。如，展開對藍相液晶材料在使用中相溫狹窄的技術研究，其提出通過高分子安定化藍相液晶模式或是t-shaped模式能夠有效地拓寬藍相液晶材料的溫度范圍，提升藍相液晶材料的使用領域。meiboom等學者發現藍相液晶材料中手性向列液晶的自由能可以通過雙扭曲結構來降低，由此降低旋轉能耗。

1.3納米粒子摻雜液晶材料的研究

可以說，關于納米粒子摻雜液晶，進行復合材料的改性的相關研究已經常態化發展，越來越多的學者和行業專家實現對納米粒子摻雜液晶材料的研究。通過對各種納米粒子復合材料的制備和應用情況的研究，極大程度的提升納米粒子-液晶復合材料的應用附加值，同時推動環境保護和生物資源的高效應用。如，儲晶晶等學者展開對木質素基金屬納米粒子復合材料的制備及其應用研究，闡述了該復合材料在制備和應用中面臨著的挑戰和機遇，為未來的納米粒子復合材料的研究發展提供參考方向。

2、 關于納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的制備及性能研究

2.1納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的制備方法

①納米粒子的特性分析

站在納米粒子的類型特性的研究分析基礎上可知，并不是所有的納米粒子都可以同藍相液晶進行摻雜合成制備。只有金屬納米粒子、金屬氧化物納米粒子、碳納米管、聚合物納米粒子、鐵電性納米粒子、磁性納米粒子等才可以。因此通過對金屬納米粒子的特征的分析，可以從中掌握該復合材料制備的一般性參數需求。金屬納米粒的基本單位是一些微小尺寸的粒子，其直徑在納米范圍之內，因此具有納米材料的一般優勢，使其在材料、醫學檢驗以及其他的高新科技產業中得到廣泛應用。首先，金屬納米粒子表面能量效應較高。該納米粒子的表面都具有較高的能量，且這些能量因為原子缺位，使其穩定性交差。因此在運輸或是移動中，金屬納米粒子的活性容易發生演變。如，出現金屬納米粒子表面電子自旋構像同電子能譜產生變化。其次，金屬納米粒子具有小尺寸效應。該特性使得金屬納米粒子的表面等離子激元共振效果明顯。從而使得該復合材料附近的邊界收到破壞，導致材料的光、熱等出現明顯變化。

②納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的制備工藝

金屬納米粒子摻雜藍相液晶制備而成復合材料需要從金屬納米粒子的相關物理特性入手，實現對藍相液晶材料的電光性能的改良。在實際的制備中，需要準備好各種實驗試劑、實驗儀器，之后采用兩相法制備金屬納米粒子摻雜藍相液晶復合材料。其制備流程圖如圖1所示。

2.2納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的性能研究

首先，對于制備合成的納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的性能研究后發現，該復合材料中的金屬納米粒子可以很好的分散在液晶基體中，同時發揮自身所具有的良好的導電特性，極大程度地改善了液晶材料的導電性，降低了藍相液晶復合材料的閾值的電壓，縮短了藍相液晶顯示器的光學反應速率。但是該復合材料中，金屬納米粒子所具有的小尺寸效應，讓復合液晶材料的分子之間的取向變得不穩定，從而降低藍相液晶現實材料的話化性能。其次，還有學者通過添加催化劑等對于納米粒子摻雜藍相液晶復合材料進行改性，從而制備形成一種全新的生物傳感器，在這種生物傳感器中，復合材料可以發揮積極效果。如，金屬納米粒子在復合材料中可以實現均勻排列，完成對乙酰膽堿和乙酰膽堿酯酶抑制劑的檢測，可以廣泛應用到醫療藥劑的成分測量中。然后，有學者制備形成的金屬納米粒子摻雜藍相液晶復合材料，該復合材料的導電性和轉變溫度的性能較好。金屬納米粒子在液晶材料中的摻雜應用，可以有效地組織液晶分子的取向變化，從而降低液晶顯示屏的活化程度，避免出現閃屏的故障。最后，將金屬ag-pd納米粒子摻雜到藍相液晶中制備而成的復合材料，其液晶材料中的分散性能較高，各種液晶分子可以穩定均勻分散在液晶體中，相轉變沒有溫度變化。

結束語

綜上所述，現如今社會各行業所出現和應用的納米材料種類越來越多，不同種類的納米粒子摻雜液晶材料所制備而成的復合材料的性質也不同。根據當前的研究現狀可知，如，將稀土氧化物納米粒子、半導體納米粒子同藍相液晶摻雜在一起可以制備成為電光特性、介電特性較好的復合材料，滿足各種高新行業的應用。另外隨著科學技術的發展，對于納米粒子摻雜液晶復合材料的研究熱點在對納米材料中液晶相、納米材料在液晶材料中的排列分散和穩定性，對液晶的導電性能等的影響，還提出若干納米粒子摻雜藍相液晶復合材料的制備工藝技術。通過對這些理論研究的梳理和分析，以期能夠制備出性能更加齊全的納米復合材料。

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基金項目：西京學院校級大學生創新創業訓練計劃：納米粒子摻雜藍相液晶復合材料研究進展（編號：X202012715072）（作者單位：西京學院，陜西 西安 710123）