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

  （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形變。利用該原理成功制備出可以在濕度變化下反復開閉的人造花，同時模擬出有害酸性氣體使花枯萎停止生理活動的行為，有望應用于有害酸性氣體的可視檢測。相關成果發表在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和在二氧化硫處理后對濕度的不可逆響應示意圖

  （2）設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-丙烯酸酯化學反應制備了一種具有寬波反射特性的聚合物穩定膽甾相液晶薄膜。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控。該薄膜在寬波圓偏振片、有機光學數據存儲介質、建筑節能門窗、激光防護膜和液晶顯示器光增亮膜等領域具有廣闊的應用前景。相關成果發表在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模化制備、相轉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/液晶復合材料打下了基礎。相關成果發表在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實現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電性可任意調控的微米帶結構，通過控制紫外光強能夠實現微米帶電導率的連續調節。該器件具有記憶效應并能實現可逆的導電性變化，在紫外探測器和光電轉換器件的方面具有廣闊的前景。相關成果發表在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，北京大學博士生鄒呈為文章第一作者、北京大學博士后孫健博士為共同第一作者。

圖4. 分子構象變化對盤狀液晶柱狀納米結構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。研究發現低溫下制備的微條結構均勻、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晶體管的高成本效益制備提供新的思路。相關成果發表在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，北京大學博士生鄒呈為文章第一作者、日本中央大學博士生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構示意圖及其傳輸特性曲線

  該系列工作得到國家自然科學基金委重點和國際合作重點項目、國家重點研發計劃“材料基因工程關鍵技術與支撐平臺”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