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液晶传感技术用于有机磷农药快速检测的研究进展

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分析化学 2023年第10期51卷 1557-1570页

作者：黄璞薛长颖大连理工大学生物工程学院

有机磷农药（Organophosphorus pesticides, OPs）是目前全球使用范围最广的一类农药，其残留严重危害食品安全和大众健康，因此，发展有机磷农药残留的快速检测方法意义重大。液晶（Liquid crystals,LCs）传感技术是一种应用液晶取向... 详细信息

有机磷农药（Organophosphorus pesticides, OPs）是目前全球使用范围最广的一类农药，其残留严重危害食品安全和大众健康，因此，发展有机磷农药残留的快速检测方法意义重大。液晶（Liquid crystals,LCs）传感技术是一种应用液晶取向变化检测化学或生物分子的新型检测方法，具有免标记、灵敏、便携和结果目视可测等优点，近年来已被用于有机磷农药的快速检测。本文根据构建传感器的识别分子不同，综述了近年来液晶传感技术用于有机磷农药检测的研究进展，并对其发展方向和应用前景进行了展望。

关键词：液晶有机磷农药传感快速检测评述

竞争非局域向列相液晶中艾里高斯光束的相互作用

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光子学报 2024年第4期53卷 244-256页

作者：任思琪浦绍质梁影杜明欣张萌哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080

基于JUNG P S等提出的新型竞争非局域模型数值研究了艾里高斯光束在该模型中的相互作用,采用分步傅里叶算法数值模拟艾里高斯光束在竞争型非局域非线性向列相液晶中的相互作用。结果表明,可以通过调节初始振幅、初始间距、位相差以及非... 详细信息

基于JUNG P S等提出的新型竞争非局域模型数值研究了艾里高斯光束在该模型中的相互作用,采用分步傅里叶算法数值模拟艾里高斯光束在竞争型非局域非线性向列相液晶中的相互作用。结果表明,可以通过调节初始振幅、初始间距、位相差以及非局域程度控制艾里高斯光束间的相互作用。初始振幅增大会使相互作用力增大;分子取向非局域程度的增加导致艾里高斯光束宽度展宽,使反相艾里光束吸引力增强,热非局域程度的改变使初始振幅较大的反相艾里高斯光束由相互排斥作用变为相互吸引作用,使反相艾里高斯光束出现排斥和吸引作用动态平衡;同时还发现增大热非线性系数能使反相艾里高斯光束出现吸引或排斥。

关键词：艾里高斯光束相互作用竞争非局域液晶

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基于液晶的广角太赫兹可调谐超表面吸波器

光子学报 2023年第10期52卷 228-238页

作者：井越洋李培丽张亚杰曹阳陈羽南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

提出了一种结构简单的广角稳定太赫兹可调谐超表面吸波器,利用液晶材料电可调谐的性质,实现超表面吸波器吸收频率的调谐。利用液晶材料介电常数张量进行材料建模,模拟了液晶材料的各向异性特性。为了提高设计效率,得到良好的吸波性能和... 详细信息

提出了一种结构简单的广角稳定太赫兹可调谐超表面吸波器,利用液晶材料电可调谐的性质,实现超表面吸波器吸收频率的调谐。利用液晶材料介电常数张量进行材料建模,模拟了液晶材料的各向异性特性。为了提高设计效率,得到良好的吸波性能和可调谐性能,利用粒子群算法对超表面吸波器单元结构进行了逆向设计;并对设计的超表面吸波器特性进行研究。结果表明,利用粒子群算法可以高效地逆向设计出性能良好超表面吸波器,当对吸波器施加的电压在0~10 V范围内连续调谐时,实现了TE模式吸波频率在404.4~444.4 GHz范围内连续可调谐,频率可调谐性为9%,吸收率大于99%;TM模式吸波频率在404.4~425.4 GHz范围内连续可调谐,频率可调谐性为4.64%,吸收率大于99%;当斜入射角度为60°时,吸收率仍大于94%,具有大角度入射稳定性和吸收频率稳定性。本文设计的太赫兹超表面吸波器具备高吸收率、大频率可调谐性、广角稳定性和低控制电压等优点,具有广泛的应用价值。

关键词：液晶超表面粒子群优化可调谐吸波器

基于光控二芳基乙烯的手性向列相液晶体系研究进展

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化工学报 2022年第8期73卷 3381-3393页

作者：胡宏龙郑致刚朱为宏华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 华东理工大学物理学院上海200237

光控手性分子开关结合到液晶材料体系中,可以有效利用其光诱导的手性变化,实现远程光刺激液晶材料的自组装螺旋超结构。二芳基乙烯(DAE)是一类新型的、有前景的光致变色分子,作为智能光响应开关,在手性向列相液晶材料体系中表现出优异... 详细信息

光控手性分子开关结合到液晶材料体系中,可以有效利用其光诱导的手性变化,实现远程光刺激液晶材料的自组装螺旋超结构。二芳基乙烯(DAE)是一类新型的、有前景的光致变色分子,作为智能光响应开关,在手性向列相液晶材料体系中表现出优异的性能。本文重点围绕结构设计,总结了一系列具备不同螺旋扭曲力(HTP)的手性DAE分子及其在液晶自组装螺旋结构中所产生的特定性能,如光可逆宽范围调控和光控手性反转。该类光控DAE手性向列相液晶体系在手性调控、光学显示、可调谐激光等领域具有巨大的应用潜力。最后讨论了该领域面临的挑战和机遇,并指出了未来可能的发展方向。

关键词：光致变色二芳基乙烯手性液晶螺旋扭曲力

液晶分子印迹整体柱的制备及其分子识别热力学

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色谱 2021年第11期39卷 1171-1181页

作者：魏琴陈秀秀白丽红赵亮黄艳萍刘照胜天津医科大学药学院天津市临床药物关键技术重点实验室天津300070

液晶分子印迹聚合物(MIPs)因刚性液晶单体的加入而在超低交联度水平下也能印迹和识别模板分子,有效解决了传统MIPs因高交联度造成的位点包埋、结合容量低、传质慢等问题。尽管液晶MIPs具有如此独特的优势,但却面临着由于交联度的大幅度... 详细信息

液晶分子印迹聚合物(MIPs)因刚性液晶单体的加入而在超低交联度水平下也能印迹和识别模板分子,有效解决了传统MIPs因高交联度造成的位点包埋、结合容量低、传质慢等问题。尽管液晶MIPs具有如此独特的优势,但却面临着由于交联度的大幅度降低而导致印迹效果下降的问题。为了研究液晶MIPs的结合特性,制备具有良好印迹效果的低交联液晶MIPs,该文通过二次接枝聚合,制备了一系列不同交联度的液晶分子印迹整体柱,用高效液相色谱法研究了聚合参数与印迹整体柱亲和性的关系。实验中选用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂,以甲苯和十二醇为致孔剂合成整体柱骨架,并在此基础上以(S)-萘普生为模板,加入液晶单体4-氰基苯基单环己基乙烯(CPCE)进行二次聚合接枝。实验中系统考察了流动相中乙腈比例及缓冲液pH值对色谱保留的影响,结果发现液晶单体的加入使得MIPs对萘普生保留控制机制由原来的氢键作用变为了疏水作用;通过动态吸附实验得到的突破曲线经前沿分析及对吸附等温线Langmuir、Freundlich和Scatchard分析拟合,发现交联度为15%时液晶MIPs印迹因子最大(3.78)、非均一性最强,且特异性吸附量高于非特异性吸附量。液晶MIPs的计量置换模型(SDM-R)分析表明,液晶印迹整体柱对模板分子的总亲和力(ln A=0.645)明显高于其类似物;而从空间匹配程度看,与液晶印迹整体柱空间匹配程度最高的是酮洛芬而非模板分子,但液晶印迹整体柱对酮洛芬的总亲和力(ln A=0.242)不及模板分子的一半,表明在本低交联液晶印迹系统中,空间效应不是决定印迹系统识别能力的主要因素。进一步的分离热力学研究发现,低交联液晶印迹柱的|ΔΔH|液晶MIPs柱的|ΔΔH|>T|ΔΔS|,表明液晶MIPs的分离过程是一个熵控制过程,而常规无液晶MIPs的分离过程是一个焓控制过程。上述结果表明,液晶单体的加入改变了MIPs的识别机制,适当的低交联度可显著提高液晶MIPs的识别性能,因此液晶MIPs这些特质有望使其成为新一代的MIPs。

关键词：分子印迹聚合物液晶接枝聚合萘普生分子识别

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液晶集成超表面光束偏转器研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：单梦珠杜宜格陈若卉郑少南邱阳赵兴岩董渊钟其泽胡挺上海大学微电子学院

光束偏转技术可用于激光雷达、光通信波长选择等系统。利用液晶的双折射特性可以实现光束偏转，增大液晶单元相位调控范围能实现更大的光束偏转角。本文采用液晶和惠更斯共振超表面结合，设计了一种偏转角度可调谐的液晶集成可编码超表... 详细信息

光束偏转技术可用于激光雷达、光通信波长选择等系统。利用液晶的双折射特性可以实现光束偏转，增大液晶单元相位调控范围能实现更大的光束偏转角。本文采用液晶和惠更斯共振超表面结合，设计了一种偏转角度可调谐的液晶集成可编码超表面光束偏转器。数值仿真结果表明，在惠更斯共振超表面的作用下，相同厚度的液晶能够实现的相位调控范围提高到了1.87倍。通过周期编码和任意编码两种方式对32通道的液晶集成超表面光束偏转器进行编码，实现了20°视场角的光束扫描，为固态光束扫描提供了一种技术方案。

关键词：惠更斯超表面液晶波前调控可编码超表面光束扫描

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宽波段大视角液晶偏振转换器研究进展

液晶与显示 2024年第5期39卷 683-696页

作者：王启东穆全全刘璐璐于洋彭增辉刘永刚鲁兴海中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 应用光学国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院光学系统先进制造重点实验室吉林长春130033 长春大学材料科学与工程学院吉林长春130022

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转... 详细信息

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转换效率、工作波段、视场角3个核心参量,系统介绍了液晶偏振转换器最新的研究进展,分别给出了典型液晶偏振转换器和大视角宽波段液晶偏振转换器的详细结构和性能表现,同时介绍了液晶偏振转换器工作波段和视角的拓展方法。该项工作能够为液晶偏振转换器结构设计与应用提供必要的参考,同时为基于几何相位或新型相位调控模式的研究提供一些思路。

关键词：液晶偏振转换器波段视角

一种三态发光的液晶基元合成、自组装及光物理性质

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发光学报 2022年第6期43卷 869-878页

作者：郑军峰宫佳鑫程晓帆葛云翀徐鹏南京林业大学化学工程学院应用化学系江苏南京210037

聚集导致猝灭(ACQ)分子在单分子态(如稀溶液)高效发光,而聚集诱导发光(AIE)分子在聚集态(如固态)高效发光。这一单态发光的特性严重制约着发光材料的应用。本工作中,我们合成了一种三态(溶液、凝胶、液晶)发光的phasmid液晶基元(PHAgen-... 详细信息

聚集导致猝灭(ACQ)分子在单分子态(如稀溶液)高效发光,而聚集诱导发光(AIE)分子在聚集态(如固态)高效发光。这一单态发光的特性严重制约着发光材料的应用。本工作中,我们合成了一种三态(溶液、凝胶、液晶)发光的phasmid液晶基元(PHAgen-12),并考察了其自组装性质与光物理性质。PHAgen-12的两端为一代树枝单元,中间为“二苯基氰基乙烯(AIE)+二苯基丁二炔(ACQ)+二苯基氰基乙烯(AIE)”的刚性核,具有D-A-π-A-D的特征。该分子在普通溶剂(如THF、DCM)中可以溶解;在选择性溶剂烷烃中形成柱状胶束,并可凝胶化;在固态形成六方柱状液晶相,单分子层厚度(~0.44 nm)的单胞内含有~4个分子。PHAgen-12在单分子态表现出ACQ分子的性质,在氯仿中荧光量子产率(QY)为~90.3%;在聚集态表现出AIE性质,PHAgen-12/十二烷凝胶体系(质量百分比为30%)的QY为58.5%,本体液晶态的QY为85.5%。

关键词：多态发光液晶凝胶聚集诱导发光(AIE) 聚集导致荧光猝灭(ACQ)

液晶润滑碳化硅/聚酰亚胺配副体系的摩擦性能初探

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润滑与密封 2023年

作者：张靓高新蕾史淼淼程宇威王婷婷武汉轻工大学化学与环境工程学院湖北大学材料科学与工程学院

为探究液晶作为润滑剂对碳化硅/聚酰亚胺配副体系的润滑效果以及影响系统减摩性能的因素，我们分别选用单分子液晶5CB和混合液晶5CB(90%)-2CEPPN(10%)作为润滑剂，使用UMT-3微摩擦实验机来进行系统的摩擦学性能测试。试验结果表明：单... 详细信息

为探究液晶作为润滑剂对碳化硅/聚酰亚胺配副体系的润滑效果以及影响系统减摩性能的因素，我们分别选用单分子液晶5CB和混合液晶5CB(90%)-2CEPPN(10%)作为润滑剂，使用UMT-3微摩擦实验机来进行系统的摩擦学性能测试。试验结果表明：单分子液晶和混合液晶作为润滑剂，在碳化硅/聚酰亚胺配副时体系都具有较好的减摩性能，甚至可以达到超滑状态。作为润滑剂，混合液晶比单分子液晶具有更好的减摩效果。研究了混合液晶作为润滑剂时，其摩擦系数随载荷及速度变化的趋势。发现在低载荷及较高转速下可以获得良好的减摩效果，并且能使该体系在较长时间里实现超滑行为。

关键词：液晶聚酰亚胺碳化硅超滑