朗繆爾單分子膜和液晶彈性體的光致力學(xué)行為研究.pdf

1、由逆式偶氮衍生物液晶元構(gòu)成的層狀C相液滴嵌入到各項同性的順式異構(gòu)體基質(zhì)中組成的Langmuir單分子膜，因為偶氮分子的光響應(yīng)特性，在受到線偏振光照射后液滴內(nèi)會發(fā)生分子結(jié)構(gòu)化重取向。本文以Crusats等人的工作為基礎(chǔ)，根據(jù)他們對光照過程中發(fā)生變化的觀察，詳細解釋了系統(tǒng)自由能表達式，并依此推導(dǎo)了關(guān)于分子方位角的非守恒型相場演化方程。數(shù)值模擬的初始條件為旋轉(zhuǎn)對稱的內(nèi)或外展曲構(gòu)型，演化穩(wěn)態(tài)均為長棒狀逆式分子的二維指向矢大致垂直于照射偏振光電場

2、分量。初始形態(tài)為外展曲的液滴，演化過程對初始條件非常敏感，具有代表性的演化路徑主要有兩條，對于一些初始條件，演化路徑通常是二者的結(jié)合。文中還將數(shù)值模擬結(jié)果和利用布魯斯特角顯微鏡拍攝到的演化過程中分子瞬時構(gòu)型圖片進行了對照，較為吻合。 由于長棒狀分子的光致異構(gòu)會打亂液晶有序度，含有光敏分子的軟物質(zhì)，比如液晶彈性體在受到光照時能承受非常大的可逆變形。本文基于Wamer等人提出的現(xiàn)象學(xué)模型，利用經(jīng)典的彈性小變形理論，研究了固定于剛性基

3、底上的液晶彈性體層在圓偏振光垂直照射下的表面變形。分別考慮了兩種極限情況：薄膜和厚層。在Hankel變換之后，表面位移分量能夠表示成無限積分。數(shù)值計算的結(jié)果表明，對于薄膜和厚層，表面變形的特征是類似的。表面峰谷的形貌強烈依賴于照射光斑的無量綱半徑，這個值對于薄膜選為光斑半徑和膜厚度的比值，對于厚層選為光斑半徑和光強特征衰減深度的比值。特別地，當(dāng)無量綱半徑從很小增加到很大的時候，表面形貌發(fā)生了從單一凹陷谷到盆地的轉(zhuǎn)變過程。此結(jié)果對某些表面