[发明专利]具有紫外光驱动智能液晶变色器件的制备方法及其应用

说明书

本发明属于智能材料技术领域，公开了一种具有紫外光驱动智能液晶变色器件的制备方法及其应用，是取光响应分子马达、手性分子和向列相液晶混匀后，灌入具有三明治夹心结构的器件中，经自组装，制得能够用作智能检测材料、防护材料、隐身材料、伪装材料或时尚设计材料的具有紫外光驱动智能液晶变色器件。所得具有紫外光驱动智能液晶变色器件具有快速响应、稳定和可逆的变色行为，其变色行为和模式具有多样性，且可覆盖整个可见光范围，在不同强度的太阳光下可以显示不同的颜色，解决了目前的太阳光驱动变色器件变色行为差的问题。

技术领域

本发明属于智能材料技术领域，涉及液晶智能变色器件，具体地说是一种具有紫外光驱动智能液晶变色器件的制备方法及其应用。

背景技术

自然界中许多生物如变色龙在长期适应周围环境的进化过程中，具备了根据外界条件的变化改变自身身体颜色的能力。受生物体这种特性的启发，科研人员开发了一系列智能变色材料与器件，广泛应用于柔性机器人、防伪、伪装、隐身和显示等领域。

根据智能变色材料与器件的驱动方式，可分为温度、湿度、电场和应力等响应的智能变色材料与器件。由于太阳光是一种储量丰富、清洁环保和可再生的能源，并且太阳光驱动方式具备快速响应和远程精确控制等特性，太阳光驱动智能变色器件受到越来越多的关注。目前，所开发的太阳光驱动智能变色器件多是基于偶氮苯、螺吡喃衍生物等染料光致异构所产生的变色行为，存在太阳光辐照下变色行为和方式单一、光化学稳定性和循环稳定性较差等问题。

胆甾相液晶(CLCs)是一种具有反射特性的超螺旋结构，其中心反射波长λ＝nP，反射波宽(即反射率半高的波宽)为λ_o＝[(n_e+n_o)/2]P，n为胆甾相液晶的平均折射率，n_e和n_o分别为胆甾相液晶的非寻常光折射率和寻常光折射率，P为螺距，定义为液晶分子360°旋转时沿螺旋轴的距离。利用光响应手性分子螺旋扭曲力可调的特性，为构筑CLCs智能变色器件的设计提供了一个良好的平台。但开发太阳光驱动的CLCs智能变色器件仍存在一定的困难和挑战，主要是因为光响应手性分子螺旋扭曲力的可逆调节需要多种波长的光的协同作用。此外，激发光响应手性分子螺旋扭曲力变化所需光强较大。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种具有紫外光驱动智能液晶变色器件的制备方法，以解决目前的太阳光驱动变色器件变色行为差的问题；

本发明的另一个目的，是要提供上述制备方法制备的具有紫外光驱动智能液晶变色器件的应用。

本发明为实现上述的目的，所采用的技术方案如下：

一种具有紫外光驱动智能液晶变色器件的制备方法，是取光响应分子马达、手性分子和向列相液晶混匀后，灌入具有三明治夹心结构的器件中，经自组装，即得所述具有紫外光驱动智能液晶变色器件。

作为一种限定，该制备方法包括依次进行的以下步骤：

1)取光响应分子马达、手性分子和向列相液晶混匀，得手性向列相液晶；

取透明的基板经平行取向处理，得具有三明治夹心结构的器件；

2)所述手性向列相液晶利用虹吸作用灌入所述具有三明治夹心结构的器件的夹心结构中，通过自组装，得具有特定光子带隙和超螺旋结构的所述具有紫外光驱动智能液晶变色器件。

作为进一步限定，所述基板为透明的刚性制品(如玻璃、透明塑料等)或透明的柔性聚合物薄膜；

透明的柔性聚合物薄膜为PET、PU或PE。

作为另一种限定，所述光响应分子马达为烯烃或烯烃衍生物；

所述烯烃衍生物是烯烃分子中的氢原子被其它官能团所取代而生成的有机化合物；

所述烯烃或烯烃衍生物为螺烯类化合物。