光开关液晶刷作为液晶取向表面：基于介观计算机模拟的建模

我们考虑一种液晶刷的介观模型，该刷可作为光开关取向表面，用于块体低分子量液晶的预取向。该刷通过将侧链分子构型的聚合物链接枝到基底上构建，侧链末端为模拟偶氮苯单元的生色团单元。当用紫外光照射时，生色团光异构化为非介晶的 cis（顺式）态，整个系统变为无取向序的普通聚合物刷，并依据接枝密度呈现两种状态：塌缩态与伸直态。当用可见光照射时，生色团光异构化为介晶的 trans（反式）态，由于生色团间强吸引而在链间形成瞬态网络。在此条件下刷的自发自组装导致形成取向各向同性的多畴结构。在特定温度和接枝密度区间内，通过两阶段制备协议可实现刷内 desired（期望的）生色团单轴平面有序。外刺激在第一阶段使生色团单轴取向；第二阶段在给定温度下撤去外刺激使系统平衡。预取向的生色团会根据第一阶段形成的链瞬态网络所固有记忆效应的强弱，保持或丧失其取向，类似于液晶弹性体中的情形，后者此类效应由共价交联引起。