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有限锚定液晶器件的光学特性研究

冯博  
【摘要】:近年来,以液晶独特的物理化学性质为基础的传感检测技术已成为研究的一个热点。相对于其它化学检测技术,液晶化学传感器具有简易、快速、低成本、便携等优点。液晶化学传感器已在环境监测、生命科学和军事毒剂检测领域取得显著成果。但是,已报道的基于光学改变检测有机胺的液晶化学传感器需要在基底表面沉积纳米级或微米级沟槽状超薄金膜然后组装上敏感膜使液晶分子均匀水平取向排列,沉积贵金属沟槽状超薄膜存在着高成本、高技术要求的问题。本论文针对该情况设计出一种工艺简单、低成本的检测有机胺的液晶化学传感器,通过自组装多层膜的方法在基板表面组装敏感膜,再利用摩擦法处理敏感膜使液晶在其上均匀水平取向排列,无需在玻璃基板表面沉积纳米级或微米级沟槽状超薄金膜。具体开展的研究工作如下: 1.通过自组装多层膜的方法在玻璃基板表面组装上末端为羧基的敏感膜,并研究了该组装过程。对玻璃基板表面依次进行羟基化、氨基化、羧基化处理,并采用测量接触角的方法检测了不同组装阶段基板表面的润湿性,测量发现不同组装阶段基板表面接触角有明显变化,证明了基板表面组装上敏感膜。 2.研究了敏感膜对向列型液晶E7的表面取向性能。分别研究了洁净玻璃基板摩擦前后、氨基化玻璃基板摩擦前后、有敏感膜玻璃基板摩擦前后对向列型液晶E7的表面定向。结果显示只有氨基化和有敏感膜的玻璃基板摩擦后能使E7均匀水平取向排列。通过对比以上几组实验现象,研究表明E7在摩擦后敏感膜表面均匀水平取向的原因为:摩擦产生的沟槽和敏感膜中的羧基与液晶极性基氰基之间氢键的共同作用所致。 3.研究了本论文设计制作的液晶化学传感器检测性能,基于液晶取向排列的改变传感检测正丁胺的体积浓度下限为:0.1ppm,并且液晶化学传感器对水、乙醇、丙酮、二甲苯溶剂具有抗干扰性。


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