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　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】藍相(Blue Phase)是液晶中具有特殊性質(zhì)的一個相態(tài)，是各種膽甾相液晶在稍低于清亮點時存在的熱力學(xué)穩(wěn)定相，它是介于膽甾相和各向同性之間的一個狹窄溫度區(qū)間(約0.5~2℃)的相態(tài)，且相態(tài)穩(wěn)定，由于通常呈現(xiàn)藍色，故稱藍相。藍相液晶由于其特有的扭曲雙螺旋結(jié)構(gòu)，具有快速響應(yīng)特性與宏觀上的光學(xué)各向同性。
 

　　藍相液晶(BPLCs)以獨特的周期結(jié)構(gòu)、多刺激響應(yīng)及實時可重構(gòu)性等特點而具有優(yōu)異的光學(xué)性能，在傳感、顯示及防偽等方面頗具應(yīng)用前景。然而藍相液晶溫域(不超過36 ℃)與藍相激光工作溫域(溫度窗口可至500 ℃)的較大差異可能與所用聚合物穩(wěn)定藍相體系不合適的聚合程度(通常大部分體系可聚合液晶組分<10 wt%)有關(guān)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，而對BPLCs帶隙與熒光信號間匹配性的理解不充分也限制了新型藍相寬溫域激光器的發(fā)展。
 

　　為解決上述問題，中國科學(xué)院院士江雷、中科院理化所仿生材料與界面科學(xué)中心研究員王京霞團隊，通過調(diào)控所制備聚合物穩(wěn)定藍相液晶的可聚合液晶單體含量(30 wt% C6M)，形成了穩(wěn)定的藍相聚合物支架，將該聚合物穩(wěn)定藍相體系摻雜染料(DD-PSBPLCs)后，獲得寬工作溫域的藍相液晶激光器(25-230 ℃)。研究表明，寬的BP激光溫域源于所用穩(wěn)定的聚合支架體系，在整個激光溫域范圍內(nèi)提供了穩(wěn)定的反射信號和熒光信號，且在整個過程中始終保持了反射帶隙與熒光信號的匹配性；而體系中的非聚合組分在溫度變化過程中產(chǎn)生相變，使得組成的多組分性(25.0-67.5 ℃：藍相與微量膽甾共存；67.5-72.2 ℃：藍相體系；72.2-230.0 ℃：藍相與微量各向同性共存)又賦予了該藍相激光器可重構(gòu)的性能，實現(xiàn)了激光閾值隨溫度呈現(xiàn)U型變化、可逆的激光波長及在相變點(約70 ℃)明顯的激光增強效應(yīng)。此外，該工作還對比了單疇藍相與多疇藍相激光器的工作溫域，原位表征了變溫過程中反射信號、熒光信號、量子效率、熒光壽命、POM及Kossel結(jié)構(gòu)的變化，并對其寬溫域激光發(fā)射做出了合理的解釋。這項工作不僅為寬溫域藍相激光器的設(shè)計提供了新思路，而且在創(chuàng)新性微觀結(jié)構(gòu)變化方面為新型多功能有機光學(xué)器件提出了重要見解。
 

　　相關(guān)論文Over 200 °C Broad Temperature Lasers Reconstructed from Blue Phase Polymer Scaffold于近日發(fā)表在國際期刊《Advanced Materials(先進材料)》上。
 

　　參考來源：理化技術(shù)研究所