實驗名稱：膽甾液(ye)晶的光學性能(neng)，其反(fan)射譜、透射譜以及在不(bu)同條件下的光學響(xiang)應研究(jiu)

　　研究方向：可(ke)(ke)見(jian)光透(tou)過率可(ke)(ke)調的(de)(de)(de)(de)mnSmart窗(chuang)因其(qi)(qi)易于控(kong)制、外觀美觀、顯著提高(gao)建筑居民的(de)(de)(de)(de)舒適度而(er)受到學(xue)(xue)術界(jie)(jie)和工業界(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)廣泛關(guan)注，并已(yi)應用于建筑、交通、電(dian)子或(huo)光學(xue)(xue)器件等(deng)各個領域。聚合物(wu)(wu)分散(san)液(ye)晶(jing)(jing)（PDLC）作為智能窗(chuang)戶已(yi)經得(de)到了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)應用。由于液(ye)晶(jing)(jing)分子組成的(de)(de)(de)(de)液(ye)滴的(de)(de)(de)(de)光軸(zhou)是(shi)自由取向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)，通過基(ji)體的(de)(de)(de)(de)光被液(ye)滴散(san)射(she)(she)明(ming)(ming)顯，由于它們的(de)(de)(de)(de)折射(she)(she)率不(bu)(bu)(bu)匹配，呈現不(bu)(bu)(bu)透(tou)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)乳白(bai)透(tou)明(ming)(ming)狀態。LC分子在(zai)(zai)帶電(dian)狀態下與電(dian)場排(pai)列(lie)一致，呈現透(tou)明(ming)(ming)。與PDLC相(xiang)比(bi)，聚合物(wu)(wu)穩定液(ye)晶(jing)(jing)（PSLC）傾(qing)向(xiang)(xiang)于形成具(ju)有節點(dian)或(huo)纖維構象的(de)(de)(de)(de)松散(san)聚合物(wu)(wu)網(wang)絡(luo)。據文獻報道，PSLC可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)透(tou)明(ming)(ming)或(huo)不(bu)(bu)(bu)透(tou)明(ming)(ming)狀態下初始(shi)化(hua)，并且(qie)可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)較低的(de)(de)(de)(de)外部電(dian)壓下驅(qu)動快速切換。但(dan)PSLC在(zai)(zai)散(san)點(dian)狀態下40%-50%的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對輕度霧霾也嚴重(zhong)制約了(le)其(qi)(qi)實際利用。膽(dan)固醇液(ye)晶(jing)(jing)（CLC）由自組裝成螺(luo)旋結構的(de)(de)(de)(de)細長分子組成，不(bu)(bu)(bu)僅可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)透(tou)明(ming)(ming)和散(san)射(she)(she)狀態之間(jian)切換，而(er)且(qie)具(ju)有反射(she)(she)不(bu)(bu)(bu)同波長的(de)(de)(de)(de)功能。聚合物(wu)(wu)穩定膽(dan)固醇液(ye)晶(jing)(jing)（PSCT）可(ke)(ke)以(yi)(yi)成功地(di)取代PSLC中的(de)(de)(de)(de)向(xiang)(xiang)列(lie)相(xiang)液(ye)晶(jing)(jing)。PSCT可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)(zai)initialized透(tou)明(ming)(ming)模式下初始(shi)化(hua)，其(qi)(qi)中，chlc呈平面(mian)織構(P)，由于chlc的(de)(de)(de)(de)原始(shi)布拉格(ge)反射(she)(she)而(er)反射(she)(she)入射(she)(she)光。

　　當施(shi)加適當的(de)電(dian)壓時，LC分(fen)子在(zai)電(dian)場作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)(xia)(xia)傾向(xiang)于(yu)(yu)(yu)轉變為各向(xiang)同性織構（H態(tai)(tai)）。然而(er)，聚(ju)(ju)合(he)物網絡(luo)與LC分(fen)子之間的(de)相(xiang)互作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)傾向(xiang)于(yu)(yu)(yu)保持P態(tai)(tai)。因此，兩種(zhong)力對抗的(de)結果(guo)是最終在(zai)PSCT中(zhong)形成多域焦(jiao)錐(zhui)織構（FC態(tai)(tai)），由(you)于(yu)(yu)(yu)聚(ju)(ju)合(he)物網絡(luo)和lc之間的(de)折射率不(bu)(bu)匹配，該織構是不(bu)(bu)透(tou)明(ming)的(de)。去除外(wai)部電(dian)壓后(hou)，在(zai)LC分(fen)子相(xiang)互作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)和聚(ju)(ju)合(he)物網絡(luo)平衡取向(xiang)的(de)雙重作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)(xia)(xia)，PSCT恢復到初始P態(tai)(tai)，PSCT變得透(tou)明(ming)，并再次反射紅外(wai)光。由(you)于(yu)(yu)(yu)聚(ju)(ju)合(he)物網絡(luo)的(de)穩定作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)，chlc電(dian)池可以在(zai)透(tou)明(ming)狀(zhuang)態(tai)(tai)和不(bu)(bu)透(tou)明(ming)狀(zhuang)態(tai)(tai)之間循環穩定地(di)切(qie)換。PSCT也可以在(zai)正常不(bu)(bu)透(tou)明(ming)模(mo)式下(xia)(xia)(xia)初始化（與之前的(de)正常透(tou)明(ming)模(mo)式相(xiang)反），在(zai)這種(zhong)模(mo)式下(xia)(xia)(xia)，chlc在(zai)沒有外(wai)電(dian)場的(de)情況下(xia)(xia)(xia)處于(yu)(yu)(yu)散射紋理（Fc），并且(qie)可以在(zai)外(wai)電(dian)場的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)下(xia)(xia)(xia)橫向(xiang)切(qie)換到透(tou)明(ming)模(mo)式。

　　實驗目的：深入(ru)理解膽甾液晶(jing)的光學特性，這種(zhong)結構如何(he)影響光的傳播和調制，從而為實現智能窗口(kou)的動態透光率控制提供理論基(ji)礎。

　　測試設備：ATA-2021B高壓放大器、信號發生器、示波器、精確溫控臺、偏振光顯微鏡

　　實驗過程：基(ji)于高(gao)(gao)熱(re)穩(wen)定(ding)(ding)聚(ju)合物穩(wen)定(ding)(ding)膽(dan)(dan)甾液(ye)晶(jing)(jing)的(de)智能(neng)窗口，其工(gong)作原理主(zhu)要依(yi)賴于膽(dan)(dan)甾液(ye)晶(jing)(jing)的(de)光學調制(zhi)性(xing)能(neng)和(he)聚(ju)合物的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)。當外界條件（如溫(wen)度、電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)等）發(fa)生(sheng)變化(hua)時，膽(dan)(dan)甾液(ye)晶(jing)(jing)分子會發(fa)生(sheng)取向變化(hua)，從(cong)(cong)而改(gai)變窗口的(de)透光率和(he)熱(re)輻射透過量。高(gao)(gao)熱(re)穩(wen)定(ding)(ding)聚(ju)合物則(ze)確(que)保這一過程中窗口的(de)整體結(jie)構穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和(he)性(xing)能(neng)持久(jiu)性(xing)。在Chlc中加入了YP-011PSCT。后(hou)將(jiang)YP-011PSCT注入10μm細胞，放(fang)在精確(que)溫(wen)控臺控制(zhi)溫(wen)度。電(dian)(dian)(dian)光的(de)性(xing)能(neng)采用(yong)液(ye)晶(jing)(jing)材料(liao)自動測試系統，使用(yong)信(xin)號發(fa)生(sheng)器(qi)產生(sheng)激(ji)勵(li)信(xin)號再通過高(gao)(gao)壓(ya)放(fang)大(da)器(qi)ATA-2021B放(fang)大(da)施加電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)至樣品兩端(duan)，同(tong)時示波(bo)器(qi)可以(yi)觀(guan)察(cha)輸出端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)，從(cong)(cong)而控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)，再用(yong)偏振(zhen)光顯微鏡觀(guan)察(cha)實驗現(xian)象。

　　圖1：高(gao)熱穩定聚(ju)合(he)物穩定膽甾液晶智能窗口實驗流程圖

　　實驗結果：

　　利用自動LCD測試儀對(dui)3%、4%和(he)(he)5%RM257摻雜YP-011PSCT的(de)(de)(de)(de)電(dian)光性(xing)能進行了評價，如圖2所示，通過(guo)提(ti)高RM257的(de)(de)(de)(de)摻雜濃度(du)(du)，驅動正常透明YP-011PSCT變為不透明的(de)(de)(de)(de)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)顯(xian)(xian)著增加，但相應的(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)和(he)(he)衰(shuai)(shuai)減(jian)時(shi)間(jian)顯(xian)(xian)著減(jian)少。其中，3%RM257摻雜YP-011PSCT的(de)(de)(de)(de)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)、上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)和(he)(he)衰(shuai)(shuai)減(jian)時(shi)間(jian)分別為22.908v、85.442ms和(he)(he)18.617ms；將RM257的(de)(de)(de)(de)摻雜濃度(du)(du)提(ti)高到5%，閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)提(ti)高到31.172V，上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)和(he)(he)衰(shuai)(shuai)減(jian)時(shi)間(jian)分別縮(suo)短到66.001ms和(he)(he)5.336ms，閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)提(ti)高了36.07%，上(shang)升(sheng)時(shi)間(jian)減(jian)少了22.75%，衰(shuai)(shuai)減(jian)時(shi)間(jian)減(jian)少了71.34%。聚(ju)合物基體越(yue)堅固(gu)、密度(du)(du)越(yue)高，chlc的(de)(de)(de)(de)錨定能越(yue)強，閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)越(yue)高。同時(shi)，更(geng)(geng)堅固(gu)、更(geng)(geng)致密的(de)(de)(de)(de)聚(ju)合物基體也會產生空(kong)間(jian)位阻的(de)(de)(de)(de)升(sheng)高，從而顯(xian)(xian)著縮(suo)短了提(ti)升(sheng)時(shi)間(jian)和(he)(he)衰(shuai)(shuai)減(jian)時(shi)間(jian)，從而阻礙了外電(dian)場(chang)對(dui)chlc的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)切換。

　　電壓放大器(qi)推薦：ATA-2021B

　　圖：ATA-2021B高壓放大器指標參數

　　以上案(an)例由Aigtek西(xi)安(an)安(an)泰整理。西(xi)安(an)安(an)泰電(dian)(dian)子是專業(ye)從(cong)事功(gong)(gong)率(lv)放大器(qi)、高壓放大器(qi)、功(gong)(gong)率(lv)信號源(yuan)、前置微(wei)小信號放大器(qi)、高精(jing)度(du)電(dian)(dian)壓源(yuan)、高精(jing)度(du)電(dian)(dian)流源(yuan)等電(dian)(dian)子測量儀(yi)器(qi)研發(fa)、生產(chan)和銷售的高科(ke)技企業(ye)，為(wei)用戶提供具有競(jing)爭力的測試(shi)(shi)方案(an)。Aigtek已經成(cheng)為(wei)在業(ye)界(jie)擁(yong)有廣泛(fan)產(chan)品線，且(qie)具有相(xiang)當(dang)規模的儀(yi)器(qi)設備供應(ying)商，樣(yang)機都支持(chi)免費試(shi)(shi)用。如想了解更多(duo)功(gong)(gong)率(lv)放大器(qi)等產(chan)品，請持(chi)續關注安(an)泰電(dian)(dian)子官網hkdyw.cn或撥打(da)029-88865020。