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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,2019,年,2,月,杨 爽,化学学院高分子科学与工程系,软物质和硬科学：微观到宏观的中间世界,2019年2月杨 爽化学学院高分子科学与工程系软物质和硬科学,II.,软物质中的力、能量与相互作用方式,I.,前言,V.,自组装,III.,相变与朗道理论,VI.,特殊软物质体系的物理学：,胶体、高分子、凝胶、,液晶分子,IV.,软物质中的微观运动形式,II.软物质中的力、能量与相互作用方式I.前言V.自,第八章,液晶分子,第八章 液晶分子,1.,液晶：液体,+,晶体？,分子取向长程有序，位置无序（,mesophase,）,Isotropic phase,Polar phase,Nematic phase,1.液晶：液体+晶体？分子取向长程有序，位置无序（mesop,液晶相的分类,1.,溶致液晶,(lyotropic liquid crystal phase),：,溶液中通过浓度调控形成液晶相。如溶液中的溶质分子体,系，两亲分子组装 的层状相、柱状相；长棒状分子；生物膜等。,2.,热致液晶,(thermotropic liquid crystal phase),：,有机分子从固晶相加热熔化后（熔点）形成液晶相，更高温度下,（清亮点）转化为各向同性液体。,熔点：,118.2,o,C,清亮点：,135.5,o,C,熔点：,21,o,C,清亮点：,48,o,C,液晶相的分类1.溶致液晶(lyotropic liq,棒状分子热致液晶相的分类：,向列相,(Nematic phase),螺旋状相,(Cholesteric phase),层状相,(Smectic phase),棒状分子热致液晶相的分类：向列相(Nematic phase,液晶相的表征：,液晶相的表征：,例子：,Nematic,相的表征,例子：Nematic相的表征,例子：,Smectic A,相的表征,例子：Smectic A相的表征,例子：,Smectic C,相的表征,例子：Smectic C相的表征,盘状分子液晶相：,向列相,(Nematic phase),柱状相,(,h,phase),盘状分子液晶相：向列相(Nematic phase)柱状相(,2.,液晶的取向有序序参量,序参量张量,S,描述了取向有序度大小,各向同性无序相,S=0,；完全取向,S=1,描述了向列相有序的取向,液晶科学,90%,的内容在控制有序的取向,2.液晶的取向有序序参量序参量张量S描述了取向有序度大小 描,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论,宏观理论：,Landau-de Gennes,理论,3.液晶的isotropic-nematic相变理论宏观理论,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论,Landau-de Gennes,理论,3.液晶的isotropic-nematic相变理论Land,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论,两分子的相互作用势能,N,个分子，每个分子和,q,个,相邻的分子相互作用,微观理论：,Maier-Saupe,理论,分子独立涨落假设,3.液晶的isotropic-nematic相变理论两分子的,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论：,分子的取向熵,总自由能,结合拉格朗日乘子法，自由能的泛函为,0,条件：,Maier-Saupe,理论,3.液晶的isotropic-nematic相变理论：分子的,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论：,分布函数满足方程：,结合归一化条件：,S,须满足自洽条件：,Maier-Saupe,理论,3.液晶的isotropic-nematic相变理论：分布函,3.,液晶的,isotropic-nematic,相变理论,硬的圆柱系统,微观理论：,Onsager,理论,3.液晶的isotropic-nematic相变理论硬的圆柱,3.,液晶的弹性性质,Frank free energy,3.液晶的弹性性质Frank free energy,3.,液晶的弹性性质应用：,Frederiks transition,表面场与磁场（电场）取向的竞争,3.液晶的弹性性质应用：Frederiks transiti,3.,液晶的弹性性质应用：,Frederiks transition,表面场与磁场（电场）取向的竞争,3.液晶的弹性性质应用：Frederiks transiti,3.,液晶的缺陷,拓扑缺陷：液晶取向矢量不连续地改变,(disclinations),3.液晶的缺陷拓扑缺陷：液晶取向矢量不连续地改变(discl,1.,Soft Condensed Matter,Richard A.L.Jones,Oxford,University Press,2002,2.,Soft Mater Physics,Masao Doi,Oxford,University Press,2013,3.J.V.Selinger,Introduction to the Theory of Soft Matter,Springer(2016),(easy to understand),参考书,1.Soft Condensed Matter,Rich,
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