光学3D表面轮廓仪助力中国科学技术大学液晶聚合物领域研究

在材料科学与光学技术交织的前沿领域，液晶聚合物正逐渐崭露头角，成为备受瞩目的“明星材料”，其融合液晶的光学各向异性与聚合物的加工优势，从高清显示屏到光通信网络，它通过精准调控光线赋能显示技术升级，加速信息传输，并拓展微透镜、偏光片等光学器件边界，持续推动智能光学与柔性显示的创新突破。

近日，中国科学技术大学冯伟在《Small Structures》上发表了题为“Regulating Topographical Deformation Response of Liquid Crystal Coatings by Electrical Quenching of Liquid Crystal Order Fluctuation”的研究成果，展示了电致淬火效应从分子尺度向宏观尺度的传递过程，证明了电致淬火抑制单体液晶的有序涨落会显著减小聚合网络的表面形变。论文探究了电致淬火对液晶聚合物涂层表面形貌变形行为的影响。这一进展为构建具有复杂图案的可调表面提供了新机遇，拓展了基于液晶的动态表面的潜在应用领域。

作者选用了一种液晶单体混合物，包括交联剂RM257、具有正介电各向异性的液晶间隔体CB6A以及光引发剂IRG819。为拓宽混合物的液晶相区间，还加入了液晶间单体RM105。LCN（液晶聚合物网络）的制备过程包括在各向同性相状态下，通过毛细作用将液晶单体混合物注入液晶盒中。该液晶盒由一块带有连续氧化铟锡（ITO）导电层的玻璃基底和另一块带有叉指状ITO电极图案的玻璃基底组成（ITO厚度为100nm）。随着混合物从各向同性相冷却至向列相，作者通过光引发聚合反应形成LCN。随后小心分离两块玻璃基底，即可获得附着在其中一块玻璃上的LCN涂层。

为了验证电场淬灭作用对LCN变形行为的影响，研究了热诱导的厚度变化。通过采用不同的对齐方法，制备了均匀对齐的LCN涂层，包括使用摩擦的聚乙烯醇（PVA）用于平面取向，使用二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅烷)丙基]氯化铵（DMOAP）用于垂直取向，或通过施加电场制备的电场淬灭效应。在这些涂层中，粘附在基底上的厚度被测量，以评估热膨胀和各向异性变形。在对比实验中，采用均匀对齐的涂层加热后测量其厚度变化（利用中图仪器SuperView W1光学3D表面轮廓仪）。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sstr.202500051

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