发布时间：2024-05-21 16:14:36 栏目：生活
具有广泛应用的电光液晶(LC)器件是信息社会的基石，它可以连续动态地调制光强、偏振和相位延迟。一种古老的理论观点提出，具有极大几何各向异性和固有电偶极子的液晶材料有望提高液晶的电场响应度。然而，商业有机液晶分子和研发液晶纳米材料均不满足上述条件，而此类液晶迄今为止尚未见报道。就目前而言，这种液晶是否存在以及其电场响应度的上限是液晶界尚未解决的问题。
针对这些问题，清华大学深圳国际研究生院刘碧璐教授领导的研究团队首次在单层极限下揭示了百年历史的粘土矿物蛭石的铁电性。二维蛭石具有极大的几何各向异性，铁电性赋予了它固有的电偶极子。研究团队通过将二维蛭石分散在去离子水中，制备出了含有二维铁电部分的液晶分散体，其电场响应度即克尔系数将克尔系数的历史最高值提高了一个数量级。考虑到二维蛭石液晶代表了一类新型的具有二维铁电材料的无机溶致液晶，该工作提供的物理见解，例如液晶材料的响应度与几何各向异性之间的关系，对其他潜在的类似液晶具有普适性。
电场响应度的突破使得超低工作电场和具有英寸级电极间距的电光液晶器件的制造成为可能，这在以前是不切实际的。为户外互动场景制作了具有英寸级像素的大型节能原型可显示广告牌，其中字母和数字可以通过智能手机软件或人类手势控制显示在其上。
“从科学上讲，我们提出了一种新策略来设计具有敏感电场响应性的先进无机液晶或类液晶系统。关键是从层状体中制备二维铁电材料分散体。”刘碧露教授表示：“从另一个角度来看，层状天然矿物中二维铁电性的令人鼓舞的证据为范德华铁电材料的规模化生产和实际应用带来了新的机遇。”
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