近日，天津大學(xué)封偉教授應(yīng)邀在英國皇家化學(xué)會期刊 Journal of Materials Chemistry C 上發(fā)表綜述文章（Graphene-based chiral liquid crystal materials for optical applications），總結(jié)了石墨烯基手性液晶材料的最新研究進(jìn)展。
作者主要介紹了膠體石墨烯手性液晶和石墨烯/手性液晶復(fù)合材料，其中手性向列相，扭曲晶界相，藍(lán)相及其對光學(xué)應(yīng)用的促進(jìn)作用是該綜述討論的重點。該綜述還介紹了石墨烯基手性液晶材料的潛在應(yīng)用。最后，作者對該領(lǐng)域?qū)淼难芯糠较蛱岢隽艘恍┙ㄗh，并對其前景進(jìn)行了展望。綜述共同通訊作者為天津大學(xué)封偉教授、馮奕鈺教授和華東理工大學(xué)鄭致剛教授，第一作者為天津大學(xué)翟飛博士，該綜述被邀請作為 Journal of Materials Chemistry C 內(nèi)封面文章。
具有手性液晶相的材料具有光學(xué)旋轉(zhuǎn)，偏振光的選擇性反射和圓二色性等顯著特性，已成為光電子領(lǐng)域的研究熱點。手性液晶相最初是在僅具有旋轉(zhuǎn)軸對稱元素的分子（既沒有鏡像對稱平面也沒有反轉(zhuǎn)中心）組成的物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的，典型的代表是 DNA。手性液晶材料通常分為膽甾相和藍(lán)相，此外也可以形成扭曲晶界相和手性近晶 C 相。與非手性液晶相相比，這些手性液晶相材料表現(xiàn)出來非常迷人的電子光學(xué)“特性”和光學(xué)現(xiàn)象。由于周期性的螺旋結(jié)構(gòu)，其固有的光子帶隙賦予這種自組織的軟光子超結(jié)構(gòu)不同尺度的光調(diào)制能力。同時，液晶主體獨特的柔軟特性使其可以對來自外部的刺激作出響應(yīng)，如電場，力，熱，溫度，和光等，在光子結(jié)構(gòu)方面為這類系統(tǒng)帶來全新的可控特性。
本篇綜述重點介紹了石墨烯基手性液晶材料的最新研究進(jìn)展。在所有手性液晶材料中，基于石墨烯的手性液晶復(fù)合材料具有一些獨特的特性，適用于廣泛的新型應(yīng)用。一方面，石墨烯的二維有序性和手性對手性液晶性能有積極影響，如降低藍(lán)相的驅(qū)動電壓等。另一方面，液晶化是實現(xiàn)石墨烯大規(guī)模加工的最有效途徑之一，它也是連接石墨烯和大規(guī)模高性能材料的優(yōu)良性能的橋梁。本綜述主要關(guān)注膠體石墨烯手性液晶和石墨烯/手性液晶復(fù)合材料，其中手性向列相，扭曲晶界相，藍(lán)相及其對光學(xué)應(yīng)用的促進(jìn)作用是該綜述討論的重點。 探討了石墨烯基手性液晶材料的理論基礎(chǔ)，合成路線和應(yīng)用以及石墨烯對藍(lán)相的穩(wěn)定作用。 通常，手性會使石墨烯液晶材料具有更豐富的光學(xué)各向異性和更快的響應(yīng)時間，顯著改善了這類材料的光學(xué)性質(zhì)。 因此，石墨烯基手性液晶材料是用于有機和無機可控軟材料和光學(xué)應(yīng)用的很有前途的材料。 該綜述還介紹了石墨烯基手性液晶材料的未來前景和機遇。
該項研究獲得了國家杰出青年基金、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金重點項目的資助。
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