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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(jìn)展，具體內(nèi)容如下: 

  （1）通過(guò)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(shí)現(xiàn)了可由二氧化硫氣體門(mén)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(kāi)閉的人造花，同時(shí)模擬出有害酸性氣體使花枯萎停止生理活動(dòng)的行為，有望應(yīng)用于有害酸性氣體的可視檢測(cè)。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(duì)濕度的可逆響應(yīng)和在二氧化硫處理后對(duì)濕度的不可逆響應(yīng)示意圖

  （2）設(shè)計(jì)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(jī)光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)、建筑節(jié)能門(mén)窗、激光防護(hù)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(jī)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(shí)間變寬，最大帶寬超過(guò)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(diǎn)，并進(jìn)一步利用溶脹—干燥法在極性溶劑中制備了鈣鈦礦量子點(diǎn)熒光微球。該研究工作為鈣鈦礦量子點(diǎn)的規(guī)模化制備、相轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存提供了一種更加簡(jiǎn)捷、高效和綠色的途徑，為下一步研究量子點(diǎn)/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(diǎn)示意圖；（b~e）加入極性溶劑凝絮量子點(diǎn)并利用低速離心方法分離量子點(diǎn)的實(shí)物照片；（f~k）溶脹—干燥法制備鈣鈦礦量子點(diǎn)微球?qū)崿F(xiàn)量子點(diǎn)的儲(chǔ)存和再利用示意圖；鈣鈦礦量子點(diǎn)微球的（l）透射電鏡照片和（m）熒光照片；（n）鈣鈦礦量子點(diǎn)微球和傳統(tǒng)鈣鈦礦量子點(diǎn)在空氣中的熒光效率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)

  （4）楊槐教授與中科院理化所熊桂蓉研究員合作，在盤(pán)狀液晶中引入分子馬達(dá)制備了導(dǎo)電性可任意調(diào)控的微米帶結(jié)構(gòu)，通過(guò)控制紫外光強(qiáng)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(shí)現(xiàn)可逆的導(dǎo)電性變化，在紫外探測(cè)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(duì)盤(pán)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(qiáng)度下微條帶的J-V曲線(xiàn)

  （5）楊槐教授與中科院理化所熊桂蓉研究員合作，通過(guò)液橋去浸潤(rùn)的方法制備了周期性的三噻吩類(lèi)近晶相液晶微米線(xiàn)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(jī)場(chǎng)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(lèi)近晶相液晶在不同相時(shí)可能排列結(jié)構(gòu)示意圖及其傳輸特性曲線(xiàn)

  該系列工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)和國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)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