一、电场和磁场对液晶分子取向的影响（论文文献综述）
李冰倩[1]（2021）在《仿生有序纤维增强材料场辅助3D/4D打印及其性能研究》文中研究说明经过长期优胜劣汰,生物材料进化出许多人工材料难以比拟的卓越性能,如轻而强、强而韧及自适应等。生物材料的核心特征是高效率,能以最小的物质消耗,获得最优化的性能,实现超高的比强度。为了实现高效增强,生物材料采用的构建策略往往是选择性的增强（特定区域、方向性和特定指标）,从而减轻重量提高效率。与人造材料依靠成分固有特性不同,生物往往采用材料内部微结构设计实现性能的调控。结构设计赋予材料各向异性和选择性增强特性,从而产生几乎无穷多的变化来满足纷繁多样的性能和功能需要。发展高效仿生材料,需要学习生物材料根据工况和服役条件利用材料结构选择性增强材料特性的策略。生物材料的结构由各种增强单元（多糖纤维、矿物层片等）组成,以精巧的结构设计形成复杂的空间排列,如纤维螺旋排列的人字形结构、层片累积的砖泥结构等。传统制造手段主要是塑造材料外部形状,缺少对材料内部组织的调控能力,很难制造复杂的空间变化有序排列的仿生材料。由于其自下而上的逐点添加材料累积成型的特点,3D打印技术除了可以制备复杂几何形状外,还具有对材料内部组织结构的调控能力。3D打印材料的性质在打印过程中形成,该特性使利用工艺参数调控材料内部组织结构获得所需性能成为可能。4D打印是3D打印的智能材料结构,在适当的外部激励下（如温度、光照和湿度等）可以产生预先编程的几何形状或理化性质的改变。如何控制4D打印预编程变化,是4D打印技术的关键。借鉴生物运用材料组织结构控制变形的方法,如松塔利用定向纤维产生各向异性实现鳞片的开合,是4D打印编程的重要手段。本文将场组装技术与3D打印技术相结合,开发了用于仿生有序结构材料制造的3D和4D打印工艺,包括基于光固化和粉末床工艺的磁场组装3D打印工艺、流场组装3D打印工艺以及挤出式流场组装3D打印工艺,并研究了打印参数、材料性质对增强粒子定向性能的影响,获得了优化的工艺参数和打印材料配方。运用开发的打印技术和仿生设计策略,打印了仿生结构启发的增强材料和变形材料。同时,研究了3D打印仿生结构增强材料力学性能、变形特性与材料内部组织结构和打印参数之间的关系,为制备仿生材料提供了可靠的技术支撑,并为进一步探索和验证生物材料的结构-性能关系提供了基于试验的科学理论依据。本文具体研究内容主要包括以下4个方面:（1）以探索和验证生物材料的结构-性能关系为目的,针对不同的材料系统和目标结构,分别开发了基于光固化工艺的磁场组装、流场组装3D打印工艺及挤出式流场组装3D打印工艺,并分别对三种工艺的成型原理、系统组成和工艺流程进行了详细的阐释。其中,磁场组装4D打印工艺定向自由度大、定向精度高,但仅适用于磁响应粒子。在磁场的动态诱导作用下,增强粒子可以根据磁场运动形成可调取向程度和取向角度的排列。试验探索了磁场强度、打印层厚与纤维定向程度的关系并进行了定量表征;粉末床流场组装3D打印工艺适用于固含量较高的黏稠材料,在刮刀机械诱导的作用下,增强粒子可沿运动方向定向排列。试验探索了该工艺层厚、增强粒子含量与粒子定向程度的关系并进行了定量表征;流场组装3D打印工艺可利用针头内壁的剪切诱导力使粒子定向,无需对粒子功能化处理且定向程度和精度较高,在挤出过程中可使聚合物晶畴由无序随机分布变为有序定向排列。试验探索了打印速度、打印气压和针头直径对打印样条直径的影响,并定量表征了针头直径和粒子定向程度的关系;（2）采用粉末床流场组装3D打印工艺,制备了机械仿生结构材料,研究了材料机械特性和仿生结构设计之间的关系。该工艺可以通过流场的动态诱导作用来调控局部微结构,具有高效率、材料选择范围广等优点。粒子不需要功能化（磁化、极化等）,并可打印高黏度、高固含物材料。采用数学模型分析了纤维在机械诱导定向过程中的剪切原理,确定了材料层厚、纤维长径比、纤维含量等参数对纤维取向程度的影响规律。以具有高抗冲击特性的螳螂虾钳部正弦和人字形结构为蓝本进行仿生设计,运用粉末床流场组装3D打印技术及纤维增强材料制造了仿生机械增强材料。研究了纤维含量、纤维长径比及排列结构对材料压缩特性和抗冲击性能的影响,揭示了纤维空间排列与材料机械特性之间的关系,提出了有序微结构增强材料的仿生设计方法;（3）采用粉末床磁场组装4D打印工艺,制备了仿生变形结构材料,研究了仿生结构设计与变形特性之间的关系。该工艺可以通过磁场的动态诱导作用来调节磁性纤维局部微结构,具有定向程度大、精度高等优点,可实现纤维排列方向动态可控、取向程度无级可调。研究讨论了磁条高度、磁条移动路径与纤维定向程度、取向方向之间的关系,并用数学模型与试验结果进行了验证,为设计局部各向异性的仿生材料提供了设计依据。以受环境刺激产生动态变化的松塔鳞片、麦芒、软木树枝等生物原型进行仿生设计,运用磁场组装4D打印工艺及智能响应材料制造了包含仿生结构设计的形状记忆材料。研究了纤维排列角度和定向程度对形状记忆聚合物复合材料应力驱动变形和形状记忆特性的影响,建立了仿生结构设计和形状记忆特性之间的内在关系。运用纤维结构与变形特性的关系,4D打印了自闭合花朵、顺序展开机械手及梯度展开触手等试样,为4D打印在软体机器人的精确控制、药物载体的顺序释放和卫星的智能展开等领域提供了理论依据;（4）采用挤出式流场组装4D打印工艺,制备了仿生变形结构材料,研究了仿生结构设计、工艺参数与变形特性之间的关系;提出了变工艺参数4D打印方法,即在打印过程中通过改变打印参数来调控材料性质。该方法只使用单一材料就可以实现对材料性质的局部调控,并可以产生梯度结构和渐变性能。试验探索了工艺参数、仿生结构与液晶弹性体材料的液晶单畴定向程度及打印试样变形特性之间的关系。研究发现,打印速度对液晶定向程度产生显着影响,速度越高定向程度越大;打印路径决定液晶弹性体变形方式,通过打印路径的设计,可产生弯曲、扭转和卷曲等变形。研究采用了两种理论模型解析了打印速度调控变形的内在机制。此外,通过调整特定区域的打印速度的分布和打印路径的设计,实现了多种形式的变形,如突弹跳变、自组装和自振荡等。利用梯度的打印速度编程实现了对性能的渐变控制,如蛇形卷曲等。运用试验与仿真相结合,对多种变形的试验结果进行了进一步验证。运用打印参数控制4D打印的方法,利用了4D打印工艺的固有特性,拓展了4D打印编程空间。
储修军[2]（2021）在《太赫兹液晶全电控移相器研究》文中研究指明太赫兹（THz）科学和技术已经被国际科学界认为是下一代IT产业的基础,吸引了各国科学家的目光,同时也吸引了不少国外公司对其进行商业化产品的开发。近几年,THz技术发展迅速,逐渐由一门基础科学研究步入到了通信、工业生产、医疗检测、环境监测、安全检查等领域的实际运用当中。天线是THz通信、探测、成像等系统的重要部件,目前在0.1-1 THz频段缺少实用化的THz相控阵天线,制约其发展的一个重要因素是缺乏高性能、易实现、低成本的THz移相器。主要工作内容如下:通过传输线模型对微带半波偶极子贴片设计进行了分析,根据巴比涅原理,提出了基于液晶（LC）的缝隙结构谐振单元的设计方法。对基于LC的金属-介质-金属（MDM）结构的电磁特性进行了研究,根据缝隙结构单元的辐射原理,设计了工作于128 GHz的LC缝隙结构移相器。测试结果表明,设计的移相器在124-128 GHz内产生了大于290°的相移,在124.5 GHz时获得了296°的最大相移。基于该移相器的谐振结构设计了基于LC和梳状电极的全电控器件,将传统LC器件的接地层替换成可以形成横向电场的梳状电极,使LC在初始状态的取向和关闭时的恢复都由施加的外部电场控制,避免了LC分子的自由弛豫时间。测试结果表明,通过调控施加在电压可变电极的电压,全电控移相器在114.9 GHz时实现了189.2°的最大相移。为了探究基于LC的缝隙结构单元在THz频段的反射特性,设计了工作在387GHz的液晶THz移相器。探索了更高频率下器件的谐振频率对谐振单元的尺寸敏感性问题,对设计的移相器进行了容差分析。测试结果表明,提出的移相器在379.5-398.5 GHz内产生大于180°的相移,并在390.6 GHz产生了242.1°的最大相移。最后参考387 GHz的谐振结构,将金属接地层替换成不同光栅常数的梳状电极,仿真分析了LC盒内部的静电场分布,讨论了其对LC器件调谐能力的影响。
马标[3]（2020）在《液态金属的磁场图案化及应用》文中指出兼具流动性和导电性的镓基液态金属不仅具有独特有趣的物化性质,而且在众多的前沿科技领域展现出很大的应用潜力,如柔性电子、软体机器人、人机交互、生物医学等。如何高效地图案化这种液态的导体是其迈向实际应用的关键一步,然而其较高的表面张力以及表面氧化层的存在使得很难实现直接图案化。现有的液态金属图案化技术不仅不具有普适性,而且往往涉及到复杂繁琐的加工步骤以及昂贵仪器设备的使用。因此,发展一种简单高效且普适的液态金属图案化技术对于拓展其应用的广度和深度非常有必要。为了实现这一目的,本文创新性地将磁场操控应用于液态金属的直接图案化,并基于该方法开展了一系列的应用研究。主要的研究内容如下:1.验证了磁场操控液态金属实现图案化的可行性。利用磁场驱动液态金属内部的磁颗粒,使液态金属在基底上连续铺展,达到直接图案化的目的。该方法无需对基底表面进行处理,并且适用于任意基底;通过改变磁颗粒的浓度或者液态金属液滴的体积可以实现对线宽的调控;磁场还可以增强液态金属和基底的黏附,首次实现了在超疏液态金属的基底上的直接图案化;得益于磁场非接触操控的优点,该方法还可以在密闭的空间曲面上构建三维液态金属微结构。此外,基于该新型液态金属图案化技术构建了一系列的柔性功能器件,如柔性心率传感器、柔性发光器件、纸基柔性液态金属天线、可穿戴应变传感器等。2.将磁场图案化和数字激光加工技术相结合,首次在水凝胶基底上实现了液态金属的高分辨图案化,线宽最小可达85微米。基于该方法制备的液态金属-水凝胶柔性电子器件呈现出优异的导电性和可拉伸性,并应用于微型电子皮肤的构建以实现对不同生理活动信号的监测。高分辨液态金属图案还赋予水凝胶柔性电子器件更加丰富的功能,如射频设别、热致形变等。此外,利用聚乙烯醇水凝胶和液态金属自修复的特点,构建了兼具机械和电学性能自修复的柔性应变传感器。该工作为多功能水凝胶柔性电子器件的制备提供了新的思路。3.磁场图案化液态金属用于自主软体机器人的构建。制备了基于液晶弹性体的柔性致动器,图案化液态金属电路不仅可以实现液晶弹性体的热致形变,还可根据其电阻的变化实现软体机器人的本体感知。通过优化加热电路图案,在无需机电控制单元下,该液态金属-液晶弹性体致动器可以对机械刺激（压力或应变）进行仿生自主形变反馈。此外,利用液态金属和多畴液晶的本征可拉伸性,基于应变诱导三维结构成型制备了弹簧状致动器,该致动器在电热作用下可以实现复杂的螺旋形变。该工作为自主软体机器人以及智能人机交互系统的构建提供了新的途径。
卞跃成[4]（2021）在《强磁场对化学反应的调控研究》文中提出磁场（Magnetic Fields）是一种类似于温度,压力,具有基本重要性的热力学参量。物质态的转化主要受外界热力学参量的改变而转变,其转变过程中伴随着能量传递过程。不同于温度和压力,磁场的能量传递方式是一种无接触地,可以直接作用物质的基本组成单元:原子和分子,使得研究人员可以很方便地研究磁场对物质基本性质的改变,包括:物理和化学性质。通过增加材料制备中的调控维度,例如在温度和压力的基础上引入磁场,将很有希望制备出具有特殊物理化学性质的新型功能材料。本文以稳态强磁场实验装置为设备基础,搭建了一系列用于强磁场下材料合成的实验装置及磁场下的光谱测试系统。然后基于搭建的装置为实验平台,研究了磁场对几个纳米材料合成中涉及的经典的化学反应的磁效应以及磁场对光催化反应的磁效应进行了研究。本论文由下面六个部分构成。第一章介绍了磁场的基本概念,与磁场相关的科学研究领域及取得的一系列研究进展,接着介绍了磁场与物质的几种主要相互作用及磁场下的化学反应和纳米材料制备技术。然后介绍了柯肯达尔效应（Kirkendall effect）和电置换（Galvanic replacement）反应,最后介绍了光催化反应及磁场下的光催化研究进展。第二章,介绍了基于稳态强磁场实验装置搭建的一系列磁场下材料制备装置及光谱测试系统。包括:磁场下可控温的高压水热/溶剂热反应釜,磁场下可控温的高温管式炉,磁场下可机械搅拌的光化学反应装置以及磁场下室温光致发光（PL）谱测试系统。第三章,以硅（Si）为例,介绍了磁场对柯肯达尔效应的调控研究。实验中通过控制反应时间和施加磁场,发现硅（Si）虽然是一种无磁材料,但是磁场可以显着加速硅（Si）纳米球的柯肯达尔效应。在T=180℃反应温度下,当不加磁场时,实心硅（Si）纳米球的柯肯达尔效应转化时间需要t=24h,而在施加B=1 T的磁场,仅需要t=5 h就可以完成,该实验结果证明了磁场是一种有效地调控化学反应的手段。第四章,以Mn3O4与Fe2+之间的电置换反应（Galvanic replacement）为例,介绍了强磁场对电置换反应的调控研究。研究中发现温度和磁场都可以加速电置换反应。在只改变温度,不加磁场,将反应温度从T=30℃提高到T=90℃可以显着加速Mn3O4和Fe2+之间的电置换反应。当施加磁场时,在低温T=30℃时,磁场也可以显着加速Mn3O4和Fe2+之间的电置换反应,而在T=90℃,发现磁场可以触发并加速隐藏的柯肯达尔效应,并且实验结果表明磁场触发的是Mn的柯肯达尔效应。这种共存的化学反应导致了产物在结构相似时,组分却不同,研究结果证明了磁场在调控化学反应速率和控制反应产物中具有巨大潜力。第五章,以TiO2光降解甲基橙为例,研究了磁场对光催化反应的磁效应。通过设计不同的实验,研究发现磁场可以显着提升TiO2对有毒染料甲基橙（MO）的降解效率,且发现在较高磁场时磁场对TiO2的催化效果产生了一定的抑制效果。此外在其他的染料降解:TiO2降解亚甲基蓝也观察到了类似的磁效应,在g-C3N4降解甲基橙反应中发现了磁场强度依赖的磁效应,研究结果证明了磁场在优化光催化反应效率方面具有较好的潜力。第六章,是本文的总结和展望,总结部分包括本文中几个研究工作取得进展以及存在的不足,展望部分主要介绍了未来需要解决的问题和需要关注的方向。
赵栋[5]（2020）在《液晶弹性体结构的动态响应及光致变形研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展,智能软材料以其独特的力学性能成为结构设计领域的重要关注点。作为典型智能软材料,液晶弹性体同时具备弹性和液晶的各向异性力-序耦合特性以及多场敏感性,在智能结构设计与控制、新型声光电子器件、软体机器人的开发等领域有广泛的应用前景。随着液晶弹性体器件的研制和使用,器件变形的精确控制、动力失效,以及冲击动力响应等基本力学性能的研究变得越来越重要。因此本论文考虑液晶弹性体的力-序耦合特性,研究了液晶弹性体结构的动态力学性能,分析了液晶弹性体结构的光致弯曲和振动特性,并提出了光-电转换能量捕获模型和可编程液晶弹性体模块矩阵。论文的主要研究工作如下:1、建立了液晶弹性体粘弹性地基Timoshenko梁模型和Mindlin板模型,研究了液晶弹性体粘弹性地基梁和板的自由振动特性,分析了液晶弹性体固有参数对梁和板振动频率和衰减性能的影响,澄清了液晶弹性体指向矢转动耗散、基体耗散以及粘弹性地基耗散对液晶弹性体结构振动特性的影响。研究结果表明:由于存在指向矢转动耗散,液晶弹性体结构的低阶振动频率可能低于一般粘弹性结构的振动频率,而高阶振动频率高于一般粘弹性结构,衰减系数总是大于一般粘弹性结构的衰减系数。地基刚度的增加使结构的低阶振动频率和衰减系数随指向矢角度的变化幅度减小,而地基粘性耗散的增强会改变低阶固有频率随指向矢转动时间的变化趋势。2、研究了液晶弹性体Timoshenko梁中应力波的传播特性,讨论了材料参数对弯曲波和剪切波传播特性的影响。研究结果表明:由于指向矢转动耗散,几何弥散效应得到抑制,液晶弹性体梁中的剪切波不存在截止频率。剪切波相速度从零开始逐渐增加,在靠近退化为一般各向同性粘弹性梁的截止频率处达到最大值,随后快速减小至一个稳定值,这个稳定值与退化为一般各向同性粘弹性梁相速度的稳定值几乎相等。而剪切波衰减系数在靠近液晶态转变为橡胶态的转换频率处达到最大值,随后快速减小至稳定值,这个稳定值远大于退化为一般各向同性粘弹性梁的衰减系数。3、考虑光致非均匀应变,基于物理中性轴建立了液晶弹性体悬臂梁的光致振动控制方程,研究了液晶弹性体悬臂梁的光致振动特性,结合法拉第电磁感应定律,提出了一种光电转换能量捕获模型,实现了光能-机械能-电能的转换。研究结果表明:对于光照强度、梁厚度与光衰减特征距离比以及光源位置,存在临界触发值,只有达到临界触发值,才能激发光致振动。如果不考虑物理中性轴偏移会低估梁厚度与光衰减特征距离比值以及光源位置的临界触发值,但是会高估光照强度的临界触发值。光致非均匀应变引起的物理中性轴与几何中性轴的偏移不可忽略。4、考虑指向矢取向在三维空间的任意性,建立了四边简支液晶弹性体薄板光致自发变形控制方程,讨论了指向矢取向、板尺寸比和边界条件对液晶弹性体薄板光致自发变形的影响,建立了不同板尺寸比下变形模式和指向矢指向的关系。发现液晶弹性体薄板的光致变形模式依赖于指向矢取向,包括单峰模式、双峰模式和多峰模式。由于边界效应,随着板宽长比的减小,双峰模式和多峰模式更容易发生。基于液晶弹性体板光致变形模式设计了可编程液晶弹性体模块矩阵,可实现光致触觉及视觉显示,为智能信息可视化提供了新的可能。
杨亚楠[6]（2020）在《聚合物/液晶复合材料的光学响应理论分析及电光性能优化》文中研究指明聚合物/液晶复合材料是包含液晶和聚合物的两相体系。由于液晶材料特殊的光电各向异性特征,聚合物/液晶复合材料可以对外加电场响应,在透明态和不透明态之间自由转换。聚合物/液晶复合材料制备工艺简单,性能稳定,可制成大尺寸柔性器件,不仅在智能调光玻璃、光学调制器和柔性显示器等方面有诸多应用,而且在飞行器强光防护领域有巨大的发展前景,是当前电驱动变色材料发展的重点。然而当前聚合物/液晶复合膜的对比度较低、光学调制波段较窄,妨碍了材料的实际应用。另一方面,聚合物/液晶复合膜对外场光学响应的理论研究发展较缓慢,对进一步优化聚合物/液晶复合材料的电光调制性能的指导作用有限。因此,如何更好地分析聚合物/液晶复合材料的光学响应机理,进而提升材料的电光调制性能是聚合物/液晶复合材料发展上亟待解决的问题。针对上述问题,本文采用聚合诱导相分离的方法,通过与纳米粒子的复合,开发兼具高对比度和宽光学波段调制性的新型聚合物/液晶复合膜。聚合物/液晶复合材料分为聚合物分散液晶和聚合物稳定液晶,首先分析了两种材料的光学响应特性。对于聚合物分散液晶,从外场自由能和弹性自由能对液晶微滴方向的影响入手,得到了液晶微滴有序参数与外场的关系函数,进而模拟出聚合物分散液晶的有序参数随外场的变化情况。从热力学的角度分析聚合物稳定液晶对外场的响应行为,模拟液晶指向矢在外场下的分布。对光学响应特性的研究丰富了聚合物/液晶复合膜的理论体系,为材料电光调制性能的优化提供必要的理论基础和指导。然后通过胆甾相液晶的多种织构转换制备具有高对比度的聚合物/液晶复合材料,研究手性添加剂含量对聚合物/液晶复合膜电光性能的影响。电光测试结果显示,手性添加剂的最佳添加量为4wt%,该添加下的聚合物分散液晶的开态透过率仅有3.2%,对比度达到了19.17。加入4wt%的手性添加剂后,聚合物稳定液晶的阈值电压大幅度下降,在开态透光率基本不变的情况下,关态透光率下降了20%之多,对比度达到了14.41。基于胆甾相液晶的聚合物/液晶复合膜极大地提升了材料的电光性能。最后在聚合物分散液晶中掺杂具有紫外和红外光屏蔽特性的无机半导体纳米粒子氧化锡锑,制备具有宽光学波段调制性的聚合物分散液晶膜。纳米粒子的加入导致聚合物分散液晶阈值电压的下降,进一步优化了电光性能,提升了聚合物分散液晶膜的应用性。同时,在不影响可见光透过率的情况下,氧化锡锑的掺杂有效提升了聚合物分散液晶在红外波段的光学屏蔽效果,其中近红外屏蔽效果大幅度增加,平均透过率从28%下降至13%,最大处从～42%下降至15%。样品在中红外波段的透过率随着氧化锡锑含量的增加逐渐降低至一稳定值。本文采用掺杂的方法研制出了具有紫外光-可见光-红外光宽波段光学调制性的新型聚合物分散液晶材料。
李宾军[7]（2020）在《液晶材料物理参数对微驱动性能的影响》文中认为基于液晶引流效应的微驱动方式是微流体控制的一个重要分枝。通过施加外场的方式进行液晶驱动是目前主要的研究方向,无论是电磁场还是温度场驱动,液晶材料的物理参数是决定驱动性能的重要因素,因此有必要深入研究物理参数对驱动性能的影响。本文以向列相热致性液晶DFP-PBC为主要研究对象,通过物理参数测量实验和大量电、磁场驱动实验,得到了温度对液晶材料DFP-PBC的粘、弹性及介电常数的影响规律,并通过与5CB液晶驱动实验的对比,得到了影响DFP-PBC材料驱动性能的关键物理参数。本文研究内容分为以下三部分:（1）测量液晶材料DFP-PBC主要物理参数。采用差示扫描量热法（DSC）确定了材料的熔点和清亮点。搭建液晶材料物理参数测量系统,在确保DFP-PBC材料处于液晶态时,利用液晶参数测量系统得到了在不同温度下液晶的展曲常数K11、弯曲常数K33、垂直于光轴方向的静态介电常数ε⊥、平行于光轴方向的静态介电常数ε∥、介电常数各向异性△ε和液晶的旋转粘度γ1等重要物理参数,并分析各参数与温度之间的关系。（2）改进外场施加实验装置和方法。首先在电场驱动实验装置中制作了新的功率放大器、增加温度控制部分;其次在磁场实验装置中制作了磁场控制仪、增加了灭弧装置、更换了新的观测部分、增加温度控制部分;最后在驱动实验内容部分,增加了角度实验、温度实验和连续性实验。（3）液晶材料DFP-PBC电、磁场微驱动实验及分析。首先利用改造后的电场驱动实验系统,研究了液晶DFP-PBC的微驱动速度与温度、驱动方波电场幅值与占空比、液晶盒扭转角度的关系;其次利用改造后的磁场驱动实验系统,研究了液晶DFP-PBC在强磁场驱动下移动速度与温度、磁场强度、占空比与周期以及液晶盒扭转角之间的相关关系。最后与液晶5CB材料驱动效果进行了对比研究,分析了液晶材料物理参数对驱动效果的影响。本文的研究成果,有助于选择合适的液晶材料作为微流体驱动的介质,或者对合成全新适合于液晶引流微驱动的液晶材料奠定理论基础,从而得到最佳的驱动效果。
杨佳佳[8]（2020）在《蓝相液晶光子晶体薄膜的制备及应用研究》文中提出蓝相液晶是一种三维自组装结构,由向列相液晶分子和手性液晶分子周期排列而成,可以被看成是一种三维的光子晶体。由于液晶分子的“软物质”特性,蓝相液晶很容易实现对温度、电、光等外界刺激的响应,因此,蓝相液晶在智能器件、显示、传感等领域具有诸多潜在的应用。然而蓝相液晶也存在许多限制:蓝相液晶大多数都保存在液晶盒中,液晶盒在一定程度上限制了蓝相液晶的应用;蓝相液晶通常自组装成多畴结构,反射率较低。针对蓝相液晶材料的缺点,本论文主要从制备蓝相液晶光子晶体薄膜出发,致力于开发结构稳定、高反射率的蓝相液晶光子晶体材料,制备具有形状记忆功能的蓝相液晶薄膜和喷墨打印多色图案的蓝相液晶智能涂层,主要研究内容如下:（1）提出了大畴域蓝相液晶光子晶体薄膜的制备方法。这种大畴域的蓝相结构具有较高的反射率,并且能在光聚合后保持结构不变,能够实现自支撑,摆脱了液晶盒的玻璃基板对蓝相液晶的限制。所制备的蓝相液晶光子晶体薄膜可以通过透射电子显微镜表征其微观结构,这为进一步研究蓝相液晶材料提供了方法和思路。通过在蓝相液晶光子晶体薄膜中掺杂适当的染料分子,首次实现了基于蓝相液晶的双波长激光。（2）制备了具有形状记忆功能的蓝相液晶光子晶体薄膜。蓝相液晶薄膜可以通过形状记忆编程过程存储临时形状,使聚合物网络局部变形,这会导致变形区域的蓝相晶格发生畸变,产生变色的图案。通过在不同压力下压缩蓝相液晶薄膜,可以获得多种反射波长蓝移的颜色和图案。蓝相液晶薄膜可以通过形状记忆恢复过程恢复到初始形状,图案也随之消失。这一结果不仅丰富了具有光子晶体特性的形状记忆聚合物,而且还展示了蓝相液晶光子晶体薄膜在许多重要技术应用中的巨大潜力,例如光学传感器、可重写光子器件和可调谐激光器等。（3）制备了可喷墨打印多色图案的蓝相液晶智能涂层。具有高反射率的蓝相液晶聚合物涂层与玻璃基板通过共价键连接,可以通过使用液晶墨水来进行多色图案的制备,通过调节喷墨打印机的电压来控制打印图案的颜色。覆盖451至618 nm可见光谱的任意多色图案都可以打印或用有机溶剂擦除,使蓝相液晶智能涂层有望成为可重写的光子纸和响应性光子材料。
林峰[9]（2019）在《磁场排列石墨烯及其性能和应用研究》文中认为在过去的十多年里,石墨烯由于其优异的热学、光学、电学、机械和磁学性能吸引了大量的研究关注,也被广泛地应用于如气体传感器、集成电路、石墨烯晶体管、热导、透明电极和储能等领域。目前,工业化量产的是采用溶液剥离法制备的石墨烯纳米片。这种石墨烯片的应用通常需要被大量地组装在一起制备成宏观尺寸的器件。由于石墨烯片的性能具有形状各向异性,因此只有当所有的石墨烯片都沿一个方向排列时,单个石墨烯片独特的热学、光学、机械和电学性能才可以被充分应用到整个器件中去。过去的研究表明,电场和磁场却可以为低维纳米材料提供灵活的非接触的排列。石墨烯的电场排列已经被证明不是非常有效。尽管通过包裹氧化铁纳米颗粒,已经实现了对氧化石墨烯纳米片的磁场排列。但是,利用石墨烯本征性质的磁场排列仍然是一个挑战。为了克服这一挑战,我们对磁场控制的石墨烯片的取向进行了理论仿真研究。通过溶液剥离石墨的方法制备了石墨烯薄片,并利用其本征的抗磁性实现了石墨烯的磁场排列。在研究了宏观排列石墨烯的各向异性的光学性能之后,制作了一系列光学器件作为应用实例的展示。（1）理论研究了磁场对石墨烯的稳定悬浮和取向控制。我们仿真研究了不同边数的正多边形的石墨烯叠片在四块交叉磁铁上方稳定悬浮的条件。只有偶数条边的正多边形和圆形的石墨烯叠片可以被稳定地被磁场悬浮。我们也通过仿真研究了磁铁控制空气中和液体中石墨烯片的取向。石墨烯片在磁场中受磁力矩作用而翻转,通过控制磁铁与石墨烯的距离和位置可以调节磁力矩的大小和方向。石墨烯片的倾斜角度受磁力矩、样品重量和液体阻力共同影响。理解磁场控制石墨烯薄片的取向的机理将有利于实验上更好地控制排列石墨烯。（2）通过普通商用磁铁的静态磁场实现了石墨烯薄片的取向控制。静态磁场排列的石墨烯展现出宏观的光学各向异性。随后,我们制备了磁场传感器和石墨烯显示器作为两个相关器件应用的实例。石墨烯片的磁场排列来源于其极强的抗磁性。由于石墨烯的磁响应和各向异性的光学反射性能,石墨烯薄片的悬浮液可以被用作磁场传感器,其灵敏度和空间分辨率高于传统的铁屑或铁粉。然后将石墨烯悬浮液封装在玻璃盒中,作为由磁铁或磁场控制的可手写显示器。此外,当它作为反射型显示器工作的时候,不需要额外的背光源或光学偏振片。（3）通过使用一对NdFeB磁铁产生的旋转磁场实现溶液中石墨烯片的平面排列,即石墨烯片沿着一个方向取向并且相互平行的排列。随后证明了平面排列后的石墨烯进一步提升的光学各向异性,并展示了其潜在的新型器件应用。与通过静态磁场实现的石墨烯部分排列相比,平面排列的石墨烯悬浮液具有接近完美的有序度,并且具有高得多的双折射和各向异性的光吸收/透射。将石墨烯同紫外固化胶混合,在紫外光照射后可以将排列的石墨烯固化。在掩膜版的协助下,可以在UV胶中图形化地排列和固化石墨烯,我们进一步展示了一种石墨烯永久显示膜。该显示膜具有互补的透射或反射图形,并且展现出广角显示和高明暗对比度等优点。在三维上图案化地控制石墨烯取向的能力开启了石墨烯的新的性能探索和广泛的器件应用。利用本征抗磁性排列石墨烯推动了排列石墨烯片的基础性能研究。石墨烯的宏观排列不仅可以将石墨烯的独特性质从微观尺度转移到宏观尺度,使得制备宏观尺寸的石墨烯器件成为可能。此外,磁场排列石墨烯为大量石墨烯器件应用例如透明电极、电磁干扰屏蔽、热导和机械增强器件等打开了大门。
李妍[10]（2019）在《外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子》文中研究指明液晶是一种重要的光学材料,已被广泛应用于光电显示、光开关和信息存储等领域。液晶中可以产生多种多样的非线性现象,孤子就是其中的一种。液晶中的孤子现象,主要以液晶中的空间光孤子为代表,近年来在理论上得到了大量的研究并在实验中得到了验证。除了空间光孤子,液晶在外场作用下其自身分子的排列或结构变化也会产生孤子现象。我们结合液晶与电场、磁场等外场的作用,对具有不同材料特性的向列相液晶扭转运动过程中产生的扭结孤子和呼吸子进行了系统的研究,从而继续探索液晶的非线性效应,为其实际应用提供理论依据。首先,考虑在外加电场控制下,以一般的向列相液晶分子为研究对象,给出其分子扭转运动模型,推导出向列相液晶分子扭转运动过程满足的运动学方程为含有sin 2u项的Sine-Gordon方程。求解出方程的双扭结孤子解和呼吸子解,理论上预言了外加电场控制下向列相液晶分子扭转运动过程中孤子的存在。通过对不同参数条件下双扭结孤子和呼吸子形态分布的变化分析出了产生这些变化的原因主要是电场作用和液晶的扭曲弹性系数的影响。从而得出可以通过调节电场、改变扭曲弹性系数来控制孤子形态。其次,考虑在外加电场和磁场复合控制下,分别以一般的向列相液晶分子和自身电偶极矩较强的强极性向列相液晶分子为研究对象,研究其扭转运动过程中产生的扭结孤子。对于一般的向列相液晶分子,其扭转运动满足的Sine-Gordon方程中sin 2u项的系数由电场和磁场共同控制,但是磁场的影响相对于电场要小得多。所以得到的扭结孤子和呼吸子的分布较电场控制下的情况没有显着的变化。对于强极性向列相液晶分子,其扭转运动满足双Sine-Gordon方程。根据与电场和磁场有关的参数关系分三种情况求解方程并得到了两种情况下的双扭结孤子解,同时给出孤子的速度表达式。分析了外场和液晶的扭曲弹性系数对扭结孤子的形态分布和传播速度都有影响。再次,从增加液晶磁性角度,以添加了磁性基团的向列相液晶分子为研究对象,研究了在磁场控制下磁性液晶分子的扭转运动,推导出分子运动方程为含有sinu项的Sine-Gordon方程,求解出该方程的双扭结孤子解和呼吸子解。预言了在磁场的控制下,磁性液晶分子扭转运动过程中可产生扭结孤子和呼吸子,并讨论了磁性液晶的扭曲弹性系数和磁场的控制对磁性液晶分子的偏转角以及孤子形态的影响。最后,以连续介质模型下的液晶为研究对象,分别研究了磁场控制下磁性液晶的扭转运动和电场控制下向列相液晶的扭转运动。考虑液晶扭转运动时由自身力学性质产生的扭转力矩和外场作用的力矩关系,利用转动定律分别推导出两种情况下的运动学方程,结果表明其均为Sine-Gordon方程,求解出方程的双扭结孤子解和呼吸子解,得到了和以离散的分子为研究对象时分子扭转运动过程中产生的孤子和呼吸子相同的结论。说明对于液晶,无论是以离散的分子为研究对象,还是可直接看做连续介质,在满足一定条件的时候,其扭转运动过程中都可以产生扭结孤子和呼吸子。
二、电场和磁场对液晶分子取向的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电场和磁场对液晶分子取向的影响（论文提纲范文）
（1）仿生有序纤维增强材料场辅助3D/4D打印及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 生物复合材料典型仿生有序结构 |
| 1.2.1 生物增强机械性能各向异性微结构 |
| 1.2.2 生物调控变形特性各向异性微结构 |
| 1.3 仿生有序结构材料3D/4D打印研究现状 |
| 1.3.1 离散材料打印纤维状有序结构 |
| 1.3.2 纤维/薄片材料组装有序结构 |
| 1.3.3 诱导形成虚拟纤维有序材料 |
| 1.4 有序结构的仿生过程与存在问题 |
| 1.4.1 有序结构的仿生过程 |
| 1.4.2 存在问题 |
| 1.5 本文主要研究内容与思路 |
| 第2章 场组装仿生有序结构3D打印系统开发 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁场定向组装3D打印技术研究 |
| 2.2.1 粉末床工艺磁场定向3D打印工艺设计 |
| 2.2.2 粉末床工艺磁场定向3D打印装置构建 |
| 2.2.3 粉末床工艺磁场定向纤维试验 |
| 2.3 流场定向组装3D打印技术研究 |
| 2.3.1 粉末床工艺流场定向组装3D打印技术研究 |
| 2.3.2 挤出工艺流场定向组装3D打印技术研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 流场组装仿生有序结构增强材料3D打印 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验与方法 |
| 3.2.1 打印材料制备 |
| 3.2.2 测试表征及结果分析 |
| 3.3 剪切流中纤维排列行为机理分析 |
| 3.4 微结构仿生设计及其机械性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁场组装仿生有序结构材料4D打印 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验与方法 |
| 4.2.1 打印材料制备 |
| 4.2.2 测试表征 |
| 4.3 有序结构4D打印仿生设计 |
| 4.4 仿生有序结构设计调控形状记忆特性 |
| 4.4.1 仿生有序结构对形状记忆特性的影响 |
| 4.4.2 仿生有序结构的变形调控机理研究 |
| 4.4.3 仿生有序结构调控变形的原理验证实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 挤出式流场诱导液晶弹性体有序结构4D打印 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验与方法 |
| 5.2.1 打印材料配置 |
| 5.2.2 测试表征与结果分析 |
| 5.3 工艺参数对液晶弹性体变形影响和机理分析 |
| 5.3.1 工艺参数对液晶弹性体变形影响 |
| 5.3.2 工艺参数影响液晶弹性体变形的机理分析 |
| 5.4 工艺参数调控变形的原理验证实例 |
| 5.4.1 变速度4D打印一维条形结构 |
| 5.4.2 变速度4D打印二维平面结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）太赫兹液晶全电控移相器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 太赫兹移相器的研究现状 |
| 1.2.1 基于石墨烯的太赫兹移相器 |
| 1.2.2 基于相变材料的太赫兹移相器 |
| 1.2.3 基于铁电材料的太赫兹移相器 |
| 1.3 基于液晶的太赫兹移相器的研究 |
| 1.3.1 基于液晶的太赫兹移相器的研究进展 |
| 1.3.2 基于液晶的太赫兹移相器面临的挑战 |
| 1.4 论文的主要工作内容及创新点 |
| 1.4.1 主要工作内容 |
| 1.4.2 研究创新点 |
| 第二章 基于液晶的太赫兹缝隙结构辐射特性研究 |
| 2.1 传统微带半波偶极子的设计原理 |
| 2.2 缝隙天线的辐射原理分析 |
| 2.3 电调谐液晶的工作原理 |
| 2.4 基于液晶的太赫兹缝隙结构反射特性研究 |
| 2.4.1 基于液晶的太赫兹器件的设计思路 |
| 2.4.2 基于液晶的缝隙结构移相器的设计原理 |
| 2.5 基于液晶的太赫兹器件的制作流程和测试方法 |
| 2.5.1 基于液晶的太赫兹器件的制作流程 |
| 2.5.2 基于液晶的太赫兹器件的测试方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于液晶和梳状电极的全电控毫米波移相器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全电控原理及谐振单元结构设计 |
| 3.3 全电控移相器的建模仿真与数据分析 |
| 3.3.1 全电控移相器的建模仿真 |
| 3.3.2 全电控移相器的容差性分析 |
| 3.4 样品制备及实验结果和讨论 |
| 3.4.1 全电控交流测试结果 |
| 3.4.2 全电控直流测试结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 387 GHz液晶太赫兹器件的设计与全电控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液晶缝隙结构移相器反射特性研究 |
| 4.2.1 结构设计与建模 |
| 4.2.2 仿真结果与容差分析 |
| 4.2.3 实验测试结果 |
| 4.3 液晶缝隙结构全电控移相器研究 |
| 4.3.1 梳状电极的反射特性 |
| 4.3.2 梳状电极结构对谐振单元的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文主要工作内容总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）液态金属的磁场图案化及应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 液态金属概述 |
| 1.2 液态金属的操控方式 |
| 1.2.1 温度操控 |
| 1.2.2 电场操控 |
| 1.2.3 化学反应操控 |
| 1.2.4 光操控 |
| 1.2.5 磁场操控 |
| 1.2.6 机械力操控 |
| 1.2.7 其它操控方式 |
| 1.3 液态金属图案化 |
| 1.3.1 微通道注射 |
| 1.3.2 表面改性 |
| 1.3.3 直写和3D打印 |
| 1.3.4 光刻法 |
| 1.3.5 印刷法 |
| 1.3.6 其他方法 |
| 1.4 柔性传感器 |
| 1.4.1 柔性基底 |
| 1.4.2 柔性导体 |
| 1.4.3 传感机制 |
| 1.5 本文的选题意义及研究内容 |
| 1.5.1 本文的选题目的 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 磁场操控液态金属实现直接图案化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂,材料及仪器 |
| 2.2.2 磁性液态金属的制备 |
| 2.2.3 图案化过程 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 磁性液态金属的表征 |
| 2.3.2 磁响应 |
| 2.3.3 线宽调节 |
| 2.3.4 应用1:柔性功能器件的制备 |
| 2.3.5 应用2:超疏液态金属的基底上直接图案化 |
| 2.3.6 应用3 三维曲面基底上直接图案化 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 液态金属的高分辨图案化及其在水凝胶柔性电子中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂,材料与仪器 |
| 3.2.2 PVA水凝胶的合成 |
| 3.2.3 图案化过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 高分辨液态金属图案 |
| 3.3.2 机械及电学性能测试 |
| 3.3.3 应用1:微型液态金属-水凝胶压力传感器 |
| 3.3.4 应用2:液态金属-水凝胶NFC电子标签 |
| 3.3.5 应用3:液态金属-水凝胶致动器的构建 |
| 3.3.6 应用4:自修复液态金属-水凝胶传感器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 图案化液态金属在自主软体机器人中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂、材料与仪器 |
| 4.2.2 液晶弹性体的合成 |
| 4.2.3 磁场图案化液态金属 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 图案化效果评价 |
| 4.3.2 热响应 |
| 4.3.3 自感知效应 |
| 4.3.4 自主触觉反馈 |
| 4.3.5 自主应变反馈 |
| 4.3.6 三维致动器的构建 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间的成果 |
| 致谢 |
（4）强磁场对化学反应的调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁场及磁场下的科学研究 |
| 1.1.1 磁场的简介 |
| 1.1.2 磁相关的科学研究 |
| 1.1.2.1 强磁场下的凝聚态物理研究 |
| 1.1.2.2 强磁场下的化学研究 |
| 1.1.2.3 强磁场下的材料科学研究 |
| 1.1.2.4 强磁场下的生物科学研究 |
| 1.1.3 磁场与物质的几种相互作用 |
| 1.1.4 磁场下的化学合成 |
| 1.1.5 磁场下的纳米材料制备 |
| 1.2 柯肯达尔效应 |
| 1.2.1 柯肯达尔效应的定义 |
| 1.2.2 柯肯达尔效应的基本原理 |
| 1.2.3 影响柯肯达尔效应的因素 |
| 1.2.4 柯肯达尔效应的研究进展及应用 |
| 1.3 电置换反应 |
| 1.3.1 电置换反应的定义 |
| 1.3.2 电置换反应的基本原理 |
| 1.3.3 影响电置换反应的因素 |
| 1.3.4 电置换反应的研究进展及应用 |
| 1.4 光催化反应 |
| 1.4.1 光催化反应的基本机理 |
| 1.4.2 磁场在光催化反应中的研究进展及应用 |
| 1.5 本论文的选题背景及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题背景 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 强磁场下材料制备装置及测试系统的搭建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 强磁场下用于水热/溶剂热反应的可控温反应釜设备搭建 |
| 2.3 强磁场下用于高温退火的可控温管式炉设备搭建 |
| 2.4 强磁场下可机械搅拌的光化学反应装置搭建 |
| 2.5 强磁场下室温光致发光(PL)谱测试系统搭建 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 强磁场对柯肯达尔效应的调控研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验试剂与材料 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 样品表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 原料表征 |
| 3.3.2 前驱体Si@SiO_2制备 |
| 3.3.3 有无磁场下的水热反应 |
| 3.3.4 实空间的TEM表征 |
| 3.3.5 不同实验条件下获得的反应溶液的光学照片 |
| 3.3.6 非原位的反应溶液拉曼光谱 |
| 3.3.7 代表性的TEM和元素Mapping分析 |
| 3.3.8 机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 强磁场对电置换反应的调控研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验试剂与材料 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 样品表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 前驱体Mn_3O_4的制备及表征 |
| 4.3.2 零场下温度依赖的电置换反应 |
| 4.3.3 磁场下温度依赖的电置换反应 |
| 4.3.4 磁场调控的机理探究 |
| 4.3.5 磁场加速电置换反应和加速隐藏的柯肯达尔效应的机理探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 强磁场对TiO_2光催化反应的调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验试剂与材料 |
| 5.2.2 样品制备 |
| 5.2.3 样品表征 |
| 5.2.4 光催化测试 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 原料表征 |
| 5.3.2 光催化实验 |
| 5.3.3 低磁场下的光催化性能研究 |
| 5.3.4 高磁场下的光催化性能研究 |
| 5.3.5 磁场调控TiO_2光催化降解甲基橙的机理探究 |
| 5.3.6 TiO_2光降解甲基橙的稳定性探究 |
| 5.3.7 磁场对其他染料降解和催化剂的光催化性能的调控探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.1.1 总结本文的工作 |
| 6.1.2 总结本文工作的不足之处 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）液晶弹性体结构的动态响应及光致变形研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 液晶弹性体概述 |
| 1.2.1 液晶和液晶弹性体 |
| 1.2.2 液晶弹性体的性质和应用 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 液晶弹性体合成 |
| 1.3.2 液晶弹性体基本力学属性 |
| 1.3.3 外场作用下液晶弹性体的力学性能 |
| 1.4 本文的研究目的和内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 液晶弹性体粘弹性地基梁的振动特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液晶弹性体粘弹性动力学本构 |
| 2.3 液晶弹性体粘弹性地基梁的振动问题 |
| 2.3.1 液晶弹性体粘弹性地基梁的振动控制方程 |
| 2.3.2 复模态分析法求解 |
| 2.4 液晶弹性体梁的自由振动问题 |
| 2.5 数值结果与讨论 |
| 2.5.1 对比性验算 |
| 2.5.2 液晶弹性体梁的自由振动特性 |
| 2.5.3 液晶弹性体粘弹性地基梁的振动特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 液晶弹性体板的振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液晶弹性体板的振动分析 |
| 3.2.1 液晶弹性体板的振动控制方程 |
| 3.2.2 数值求解方法 |
| 3.3 数值结果与讨论 |
| 3.3.1 对比性验算 |
| 3.3.2 材料参数对液晶弹性体板振动特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 液晶弹性体梁中应力波的传播特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液晶弹性体梁中应力波的传播分析 |
| 4.3 数值结果与讨论 |
| 4.3.1 材料参数对弯曲波的传播影响 |
| 4.3.2 材料参数对剪切波的传播影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 液晶弹性体悬臂梁的光致振动特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 液晶弹性体悬臂梁的光致振动 |
| 5.3 基于液晶弹性体悬臂梁的光-电能量捕获模型 |
| 5.4 数值结果与讨论 |
| 5.4.1 液晶弹性体悬臂梁的光致振动特性 |
| 5.4.2 液晶弹性体悬臂梁的光-电能量捕获性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 液晶弹性体板的光致自发变形 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 液晶弹性体板的光致自发变形 |
| 6.2.1 液晶弹性体薄板光致变形的控制方程 |
| 6.2.2 液晶弹性体板光致变形的有限差分求解 |
| 6.3 数值结果与讨论 |
| 6.3.1 收敛性分析 |
| 6.3.2 液晶弹性体方板的光致自发变形分析 |
| 6.3.3 液晶弹性体矩形板的光致自发变形分析 |
| 6.3.4 液晶弹性体板光致自发变形的边界约束效应 |
| 6.4 可编程液晶弹性体模块矩阵 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）聚合物/液晶复合材料的光学响应理论分析及电光性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 液晶 |
| 1.2.1 液晶概述 |
| 1.2.2 液晶的分类 |
| 1.2.3 液晶的物理性质 |
| 1.3 聚合物/液晶复合材料 |
| 1.3.1 聚合物分散液晶 |
| 1.3.2 聚合物稳定液晶 |
| 1.3.3 聚合物/液晶复合材料的电光性能 |
| 1.3.4 聚合物/液晶复合材料的制备方法 |
| 1.3.5 聚合物/液晶复合材料的研究进展 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与测试方法 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 液晶盒的制备 |
| 2.3.2 聚合物/液晶复合膜的制备 |
| 2.4 样品的表征方法 |
| 2.4.1 液晶织构表征 |
| 2.4.2 微观形貌表征 |
| 2.4.3 电光性能表征 |
| 第3章 聚合物/液晶复合材料光学响应的理论模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 聚合物分散液晶光学响应的理论模拟 |
| 3.2.1 外场作用下聚合物分散液晶的自由能 |
| 3.2.2 聚合物分散液晶的有序参数变化 |
| 3.3 聚合物稳定液晶光学响应的理论模拟 |
| 3.3.1 外场作用下聚合物稳定液晶的自由能 |
| 3.3.2 外场作用下聚合物稳定液晶的指向矢分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 手性添加剂对聚合物/液晶复合材料电光性能的优化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.2.1 聚合物分散液晶的制备 |
| 4.2.2 聚合物稳定液晶的制备 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 聚合物分散液晶的液晶织构变化 |
| 4.3.2 聚合物分散液晶的微观形貌变化 |
| 4.3.3 手性添加剂对PDLC电光性能的影响 |
| 4.3.4 手性添加剂对PSLC电光性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 纳米掺杂对聚合物分散液晶光学调制波段的优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ATO拓宽PDLC调制波段的机理分析 |
| 5.3 PDLC阈值电压随掺杂量变化的建模分析 |
| 5.4 实验方案 |
| 5.5 结果和讨论 |
| 5.5.1 ATO掺杂的PDLC的液晶织构 |
| 5.5.2 ATO掺杂的PDLC的微观形貌 |
| 5.5.3 掺杂ATO对 PDLC电光性能的影响 |
| 5.5.4 掺杂ATO对 PDLC光学调制波段的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（7）液晶材料物理参数对微驱动性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源和研究背景 |
| 1.1.2 课题研究的意义 |
| 1.2 国内外现状分析 |
| 1.3 论文研究的技术路线与创新点 |
| 1.3.1 论文的研究技术路线 |
| 1.3.2 论文创新点 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 液晶参数测量 |
| 2.1 液晶参数 |
| 2.1.1 静态介电常数 |
| 2.1.2 弹性常数 |
| 2.1.3 正性液晶的旋转粘度 |
| 2.2 液晶参数测量系统 |
| 2.2.1 测量系统的组成 |
| 2.2.2 参数测量的理论基础 |
| 2.3 液晶参数测量实验 |
| 2.3.1 测量液晶5CB物理参数的测量 |
| 2.3.2 测量液晶DFP-PBC的物理参数 |
| 2.3.3 参数测量过程中遇到的问题以及解决办法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 液晶驱动实验的改进 |
| 3.1 电场驱动实验的改进 |
| 3.1.1 电场驱动实验系统的改进 |
| 3.1.2 实验内容扩展 |
| 3.2 磁场驱动实验改进 |
| 3.2.1 磁场驱动实验系统改进 |
| 3.2.2 实验内容扩展 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 电场驱动实验 |
| 4.1 电场驱动实验步骤 |
| 4.2 实验数据处理与结果分析 |
| 4.2.1 实验数据处理 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 磁场驱动实验 |
| 5.1 磁场驱动实验的步骤 |
| 5.2 实验数据处理与结果分析 |
| 5.2.1 实验视频处理 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 实验结果分析 |
| 6.1 液晶参数对比分析 |
| 6.2 液晶电场实验结果对比分析 |
| 6.3 液晶磁场实验结果对比分析 |
| 6.4 本章小节 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 附录一 温度检测模块关键代码 |
| 附录二 定时计时模块关键代码 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）蓝相液晶光子晶体薄膜的制备及应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 液晶 |
| 2.1.1 液晶的发展历史 |
| 2.1.2 液晶的分类 |
| 2.1.3 蓝相液晶 |
| 2.2 拓宽蓝相液晶的温域 |
| 2.3 控制蓝相晶格的取向 |
| 2.3.1 电场取向 |
| 2.3.2 设计取向层 |
| 2.3.3 控制自组装过程 |
| 2.4 刺激响应的蓝相液晶 |
| 2.4.1 光响应 |
| 2.4.2 电响应 |
| 2.4.3 温度响应 |
| 2.4.4 磁响应 |
| 2.4.5 拉力响应 |
| 2.5 光子晶体的应用 |
| 2.5.1 光子晶体传感器 |
| 2.5.2 光子晶体微流控 |
| 2.5.3 光子晶体显示 |
| 2.5.4 光子晶体防伪图案 |
| 2.6 课题意义及主要研究内容 |
| 3 蓝相液晶薄膜的制备及激光性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及实验设备 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 各组分在蓝相液晶结构中的作用 |
| 3.3.2 C6M和TMPTA含量对蓝相液晶光聚合过程的影响 |
| 3.3.3 TMPTA含量对蓝相液晶畴域的影响 |
| 3.3.4 蓝相液晶的自组装机理研究 |
| 3.3.5 蓝相液晶膜的TEM表征 |
| 3.3.6 蓝相液晶膜的激光性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 具有形状记忆功能的蓝相液晶光子晶体薄膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及实验设备 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 蓝相液晶薄膜的制备与表征 |
| 4.3.2 对蓝相液晶膜的形状记忆编程和恢复 |
| 4.3.3 对形状记忆过程的表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 可喷墨打印多色图案的蓝相液晶智能涂层 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料及实验设备 |
| 5.2.2 样品制备 |
| 5.2.3 表征方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）磁场排列石墨烯及其性能和应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 石墨烯 |
| 1.1.1 石墨烯的性能概述 |
| 1.1.2 石墨烯的主要制备方法 |
| 1.2 石墨烯的磁学性质 |
| 1.3 低维纳米材料的排列方法 |
| 1.3.1 机械挤压和剪切排列法 |
| 1.3.2 溶液自组装排列法 |
| 1.3.3 电场排列法 |
| 1.3.4 磁场排列法 |
| 1.4 排列石墨烯的主要应用 |
| 1.4.1 电导和电极 |
| 1.4.2 电磁干扰屏蔽 |
| 1.4.3 光学器件 |
| 1.4.4 热导器件 |
| 1.4.5 机械器件 |
| 1.5 研究主要动机和主要创新 |
| 1.5.1 研究的主要动机 |
| 1.5.2 研究的主要内容和创新 |
| 第二章 实验设备与性能表征 |
| 2.1 石墨烯的制备 |
| 2.2 材料表征设备与方法 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜SEM |
| 2.2.2 原子力显微镜AFM |
| 2.2.3 振动样品磁强计VSM |
| 2.2.4 X射线能谱EDS |
| 2.2.5 电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES |
| 2.2.6 电感耦合等离子体质谱ICP-MS |
| 2.2.7 光谱仪 |
| 2.3 材料和器件光学性能表征 |
| 2.3.1 双折射 |
| 2.3.2 排列有序度 |
| 2.3.3 石墨烯聚合物薄膜的光栅衍射 |
| 第三章 理论分析石墨烯片在磁场中的响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的制备 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 磁场悬浮石墨烯叠片 |
| 3.3.2 磁场对石墨烯片的取向控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 静态磁场对石墨烯片的取向控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料、器件的制备及表征 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 石墨烯的抗磁性和磁致双折射 |
| 4.3.2 磁场对石墨烯的取向控制 |
| 4.3.3 石墨烯分散液作为磁场分布传感器应用 |
| 4.3.4 石墨烯分散液的显示器应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 动态旋转磁场平面排列石墨烯 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料、器件的制备及表征 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 动态磁场排列石墨烯及双折射特性 |
| 5.3.2 动态磁场排列石墨烯的有序度 |
| 5.3.3 动态旋转磁场排列石墨烯的偏振片应用 |
| 5.3.4 动态旋转磁场排列石墨烯的显示应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液晶的物性 |
| 1.1.1 液晶的发现及分类 |
| 1.1.2 液晶的物理特性 |
| 1.2 液晶中的孤子 |
| 1.2.1 孤子的特性 |
| 1.2.2 液晶中的空间光孤子 |
| 1.2.3 液晶中的其它孤子 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 电控向列相液晶分子扭转过程中的扭结孤子及呼吸子 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电控向列相液晶分子扭转运动方程 |
| 2.3 电控向列相液晶分子扭转运动方程的解 |
| 2.3.1 双扭结孤子解 |
| 2.3.2 呼吸子解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电磁同控向列相液晶分子扭转过程中的扭结孤子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁同控一般向列相液晶分子扭转运动中的孤子 |
| 3.3 电磁同控强极性向列相液晶分子扭转运动中的孤子 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磁控磁性液晶分子扭转过程中的扭结孤子与呼吸子 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁控磁性液晶分子扭转运动方程 |
| 4.3 磁控磁性液晶分子扭转运动方程的解 |
| 4.3.1 双扭结孤子解 |
| 4.3.2 呼吸子解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 连续介质模型下液晶扭转过程中的孤子 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 连续介质模型下磁性液晶磁控扭转过程中的孤子 |
| 5.3 连续介质模型下向列相液晶电控扭转过程中的孤子 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、电场和磁场对液晶分子取向的影响（论文参考文献）
- [1]仿生有序纤维增强材料场辅助3D/4D打印及其性能研究[D]. 李冰倩. 吉林大学, 2021(01)
- [2]太赫兹液晶全电控移相器研究[D]. 储修军. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]液态金属的磁场图案化及应用[D]. 马标. 东南大学, 2020(02)
- [4]强磁场对化学反应的调控研究[D]. 卞跃成. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [5]液晶弹性体结构的动态响应及光致变形研究[D]. 赵栋. 北京交通大学, 2020
- [6]聚合物/液晶复合材料的光学响应理论分析及电光性能优化[D]. 杨亚楠. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [7]液晶材料物理参数对微驱动性能的影响[D]. 李宾军. 河南工业大学, 2020(01)
- [8]蓝相液晶光子晶体薄膜的制备及应用研究[D]. 杨佳佳. 北京科技大学, 2020
- [9]磁场排列石墨烯及其性能和应用研究[D]. 林峰. 电子科技大学, 2019(04)
- [10]外场下液晶扭转运动过程中的扭结孤子及呼吸子[D]. 李妍. 哈尔滨工业大学, 2019(01)