表面处理对扫描波光聚合中分子排列行为的影响

DOI：10.7567/1882-0786/ab040d 期刊：Applied Physics Express 出版年份：2019 更新时间：2026-01-09 18:48:15

摘要： 各向异性分子的排列可提供高性能显示材料，而光响应性取向层即可实现这一目标。相比之下，基于分子扩散的扫描波光聚合（SWaP）技术无需偏振光或光敏染料，就能直接实现液晶（LC）聚合物的定向排列。通过在多种模板上展示这种排列方法，并对比有无取向层的表面条件，我们提出了一种不受表面处理影响的液晶排列工艺——即便在与表面摩擦方向相反的情况下也能实现定向排列，这表明SWaP技术能实现稳健且简便的分子排列。

关键词： 液晶分子排列表面处理光聚合扫描波光聚合

作者： Masaki Ishizu，Miho Aizawa，Norihisa Akamatsu，Kyohei Hisano，Shigenori Fujikawa，Christopher J Barrett，Atsushi Shishido

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

研究表面处理对扫描波光聚合（SWaP）实现分子排列行为的影响，并证明其与各种取向层的兼容性。

研究成果

SWaP技术能使各向同性单体沿光扫描方向实现稳健的分子排列，且不受表面处理（包括取向层）影响。这使得SWaP成为在各种基底上排列功能性各向异性分子的通用平台，相比传统方法具有优势——无需偏振光、染料及复杂的多步骤流程。

研究不足

该研究仅限于特定单体（A6CB和A6PB1）及表面处理方式（含/不含聚酰亚胺涂层的玻璃）。SWaP方法的有效性取决于单体相态（各向同性相与液晶相），且可能无法克服液晶相中的表面锚定效应。该方法需精确控制温度与光照参数，未来可通过优化这些参数实现更广泛的应用。

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设备名称型号厂家功能

High-pressure mercury lamp USH-500SC USHIO
Provides UV light for photopolymerization
Polarized optical microscope BX53 Olympus
Observes optical anisotropy and molecular alignment

Berek compensator U-CBE Olympus
Measures birefringence of polymer films
UV-vis spectrophotometer V-650ST JASCO Corporation
Measures absorbance for order parameter calculation and cell gap measurement
Glass filter IRA-25S AGC Techno Glass
Filters light for specific wavelength transmission
Glass filter UV-36A AGC Techno Glass
Filters light for specific wavelength transmission
Roller RM-50 E.H.C
Rubs polyimide layers for alignment
Polyimide solution AL1254 JSR
Coats glass substrates to create alignment layers
Photoinitiator Irgacure 651 Tokyo Chemical Industry Co.
Initiates photopolymerization of monomers
Hexanediol dimethacrylate HDDMA Wako Chemical
Crosslinker to enhance polymerization rate and alignment degree
Slit mask
Creates patterned light for scanning in SWaP
Neutral density filter
Adjusts light intensity during irradiation
UV-ozone cleaner
Cleans and treats glass substrates before coating
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SCI高频之选

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ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex
310

型号：ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex

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Evolution 300 UV-Vis Spectrophotometer
341

型号：Evolution 300

厂家：Thermo Fisher Scientific

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Nicolet iS50 FTIR Spectrometer
790

型号：Nicolet iS50

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Nicolet iS10 FTIR Spectrometer
790

型号：Nicolet iS10

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1442

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Lambda 25 UV/Visible Spectrophotometer
2459

型号：Lambda 25

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