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  北京大學(xué)工學(xué)院楊槐教授課題組近期在液晶性功能材料等領(lǐng)域取得系列新進展，具體內(nèi)容如下: 

  （1）通過控制具有液晶性的苯甲酸二聚物中的氫鍵的斷裂和生成，實現(xiàn)了可由二氧化硫氣體門控的可逆/非可逆的液晶彈性體薄膜的濕度響應(yīng)形變。利用該原理成功制備出可以在濕度變化下反復(fù)開閉的人造花，同時模擬出有害酸性氣體使花枯萎停止生理活動的行為，有望應(yīng)用于有害酸性氣體的可視檢測。相關(guān)成果發(fā)表在Adv. Funct. Mater.上（DOI：10.1002/adfm.201900013），楊槐教授為文章通訊作者，北京大學(xué)博士生蘭若塵為第一作者。

圖1. 液晶彈性體人造花對濕度的可逆響應(yīng)和在二氧化硫處理后對濕度的不可逆響應(yīng)示意圖

  （2）設(shè)計并合成了一種具有高螺旋扭曲力的手性硫醇，首次利用硫醇-丙烯酸酯化學(xué)反應(yīng)制備了一種具有寬波反射特性的聚合物穩(wěn)定膽甾相液晶薄膜。與基于丙烯酸酯體系的膽甾相液晶薄膜相比，該體系薄膜在相同的制備條件下具有更寬的反射波寬，且反射波段可精確調(diào)控。該薄膜在寬波圓偏振片、有機光學(xué)數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)、建筑節(jié)能門窗、激光防護膜和液晶顯示器光增亮膜等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI：10.1002/anie.201902681）上，楊槐教授為文章通訊作者，北京科技大學(xué)博士生胡威為第一作者。

圖2. 具有寬波反射特性的聚合物穩(wěn)定膽甾相液晶薄膜：(a) 機理示意圖；(b) 螺距梯度分布的掃描電鏡照片；(c) O元素梯度分布的EDS Mapping；(d) S元素梯度分布的EDS Mapping；(e) 薄膜的反射帶寬隨光聚合時間變寬，最大帶寬超過2000 nm

  （3）楊槐教授和郭少軍研究員合作，利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）作為封端劑，原位合成了與極性溶劑具有良好兼容性的鈣鈦礦量子點，并進一步利用溶脹—干燥法在極性溶劑中制備了鈣鈦礦量子點熒光微球。該研究工作為鈣鈦礦量子點的規(guī)模化制備、相轉(zhuǎn)移和儲存提供了一種更加簡捷、高效和綠色的途徑，為下一步研究量子點/液晶復(fù)合材料打下了基礎(chǔ)。相關(guān)成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.（2019, 58(9), 2799-2803）上，楊槐教授和郭少軍教授為文章共同通訊作者，北京大學(xué)博士研究生梁霄為文章第一作者。

圖3. （a）原位封裝鈣鈦礦量子點示意圖；（b~e）加入極性溶劑凝絮量子點并利用低速離心方法分離量子點的實物照片；（f~k）溶脹—干燥法制備鈣鈦礦量子點微球?qū)崿F(xiàn)量子點的儲存和再利用示意圖；鈣鈦礦量子點微球的（l）透射電鏡照片和（m）熒光照片；（n）鈣鈦礦量子點微球和傳統(tǒng)鈣鈦礦量子點在空氣中的熒光效率隨時間變化曲線

  （4）楊槐教授與中科院理化所熊桂蓉研究員合作，在盤狀液晶中引入分子馬達制備了導(dǎo)電性可任意調(diào)控的微米帶結(jié)構(gòu)，通過控制紫外光強能夠?qū)崿F(xiàn)微米帶電導(dǎo)率的連續(xù)調(diào)節(jié)。該器件具有記憶效應(yīng)并能實現(xiàn)可逆的導(dǎo)電性變化，在紫外探測器和光電轉(zhuǎn)換器件的方面具有廣闊的前景。相關(guān)成果發(fā)表在Adv. Mater.（DOI: 10.1002/adma.201806016）上，楊槐教授和熊桂榮研究員為文章共同通訊作者，北京大學(xué)博士生鄒呈為文章第一作者、北京大學(xué)博士后孫健博士為共同第一作者。

圖4. 分子構(gòu)象變化對盤狀液晶柱狀納米結(jié)構(gòu)排列的影響示意圖及不同輻照強度下微條帶的J-V曲線

  （5）楊槐教授與中科院理化所熊桂蓉研究員合作，通過液橋去浸潤的方法制備了周期性的三噻吩類近晶相液晶微米線陣列。研究發(fā)現(xiàn)低溫下制備的微條結(jié)構(gòu)均勻、有序并且具有高的載流子遷移率。這種方法有望為液晶基有機場效應(yīng)晶體管的高成本效益制備提供新的思路。相關(guān)成果發(fā)表在Adv. Funct. Mater.（DOI: 10.1002/adfm.201804838）上，楊槐教授和熊桂榮研究員為文章共同通訊作者，北京大學(xué)博士生鄒呈為文章第一作者、日本中央大學(xué)博士生Naoto Yanahashi為共同第一作者。

圖5. 三噻吩類近晶相液晶在不同相時可能排列結(jié)構(gòu)示意圖及其傳輸特性曲線

  該系列工作得到國家自然科學(xué)基金委重點和國際合作重點項目、國家重點研發(fā)計劃“材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺”重點專項等項目的資助。

  論文鏈接：

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201902681

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201814547

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201806016

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201804838