液晶是我们生活中常见的一类材料，它既表现出晶体的各向异性，又具有液体的流动性，我们使用的手机、电视等电子设备中的液晶显示屏（LCD）就充斥着液晶。向列相是最常见的液晶相，一般表现为取向有序位置无序的棒状分子排列结构，但当分子对称性降低，液晶基元由棒状变为液晶二聚体(长度和奇偶性不同的低聚亚甲基间隔共价连接两个介晶核而形成)时，有可能会出现一种特殊的向列相——扭转弯曲向列相（Twisted-bend Nematic，N_TB）。过去十年里，人们对扭转弯曲向列相的分子排列结构进行了深入的研究，但定量研究N_TB相里的粘弹性的工作甚少，大量工作仅通过N相去定性推测N_TB相粘弹性的变化趋势。

近日，华南理工大学Satoshi Aya研究员团队在Physical Chemistry Chemical Physics上发表了有关扭转弯曲向列相的有效弹性和旋转粘度的研究成果。在此研究中，我们首次报道了七亚甲基双硫醚氰基联苯二聚体（CBS7SCB）在N相和N_TB相中的弹性常数和旋转粘度，该结果对更好的理解N_TB相的拓扑和流体特性有积极重要的意义。

图1(a) CBS7SCB在N相和N_TB相中的展曲弹性常数K11，(b)光固化后N_TB相的扫描电镜图片以及N_TB相中分子排列示意图 

研究人员首先通过DSC确定了CBS7SCB的相变温度，并通过偏光显微镜观察到了N_TB相变点附近的相变过程以及N_TB相的绳状织构拓扑图案。在不同厚度cell样品中发现，条纹织构波动周期与cell厚度有关，当cell厚度超过40µm，条纹织构被焦锥织构代替。该现象表明N_TB相中锚定在边界的分子限制了相邻层分子的旋转，说明条纹织构与液晶的弹性有一定关联。进一步地，通过定制的动态压缩流变仪（customized compressive rheometer），我们得到变温下材料的储能模量，并根据Helfrich-Hurault模型计算出了N_TB相中材料的有效弹性常数，该值比N相中高数千倍，同时旋转粘度在N_TB相也有相近数量级的增加。此外，研究人员采用光固化技术在扫描电子显微镜下观察到了CBS7SCB分子在N_TB相中绳索织构“伪层”的取向排列，层与层之间分子取向角度为40°左右，直观地展示了N_TB相中展曲变形弹性的来源。

Viscoelastic properties of a thioether-based heliconical twist–bend nematogen

Junchen Zhou, Wentao Tang†, Yuki Arakawa*, Hideto Tsuji and Satoshi Aya* 

https://doi.org/10.1039/C9CP06861A

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https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/CP/C9CP06861A#!divAbstract