纳米限域对向列型液晶的影响

我们研究了杆状液晶 5CB 和 6CB 嵌入平行排列的纳米通道中，在介孔硅和二氧化硅膜中，作为平均通道半径（4.7≤R≤8.3 nm）即几何限域强度的函数，在红外区域通过光学双折射测量进行研究。纳米通道内的取向有序产生了过剩双折射，该值与向列序参数成正比。它在冷却过程中连续演化，在高温下表现出前驱行为，典型地呈现向列相前态（paranematic state）。这些观测结果与体相行为进行了比较，并在现象学模型中进行了分析。该方法表明，向列有序场强度 σ 超越了临界阈值 σ_c=1/2，该阈值区分了不连续和连续的向列相前态-向列相行为。与现象学方法的预测一致，发现 σ 与通道半径倒数呈线性关系，由此我们可以推断出区分连续与不连续向列相前态-各向同性行为的临界通道半径 R_c：对于 5CB 为 12.1 nm，对于 6CB 为 14.0 nm。我们的分析表明，通道壁上的切向锚定在介孔硅和介孔二氧化硅膜中具有相似的强度。与体相相行为的比较表明，纳米限域中的向列序显著受到通道壁粗糙度的影响，导致有效向列有序的降低。