簡述
對氰基辛氧基聯(lián)苯(又名4-辛氧基聯(lián)苯腈或4-氰基-4'-正辛氧基聯(lián)苯),分子式為C21H25NO,分子量為307.43,一般僅用于實驗研發(fā),是重要的液晶材料。關于該物質的物理性質,部分數(shù)據(jù)如下:密度:1.03 g/cm3;熔點:51-77℃;沸點:455.2℃ at 760 mmHg;閃點:>230°F;折射率:1.552。
液晶微流體驅動是一個快速發(fā)展的領域,實驗探討驅動參數(shù)(電場強度和頻率)和材料參數(shù)(拉伸彈性常數(shù)、彎曲彈性常數(shù)和粘度系數(shù))對液晶微驅動效果的影響以及驅動參數(shù)對介電分子的傾斜角度范圍的影響。結果發(fā)現(xiàn),當分子傾斜角接近90°時,對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶材料的最大驅動速度可達19μm/s[1]。
合成方法
以對羥基聯(lián)苯為原料,先磺酰化,再在4-位上進行碘代,碘代物經(jīng)水解后再進行烷基化,最后氰化可得到目的產(chǎn)物對氰基辛氧基聯(lián)苯。該方法反應簡單,原料易得,后處理簡便,總得率高,工藝成熟為制備對氰基辛氧基聯(lián)苯等烷氧基氰基聯(lián)苯類液晶提供了一條新的合成途徑[2]。
有關研究
聚合物太陽能電池作為利用太陽能的一種低成本器件,其光電轉換效率已經(jīng)達到了10%以上。對于給定的給受體材料,活性層的微觀形貌是決定其性能的重要因素,調控活性層形貌對于提高器件效率具有重要的意義。液晶(LC)是一類介于固體和液體之間的相態(tài),同時具備晶體以及液體的性質,具有優(yōu)良的電學以及光電性能。將液晶分子作為第三組分引入活性層中,可望誘導給受體材料的結晶與相分離,并調節(jié)能級匹配。實驗合成對氰基辛氧基聯(lián)苯(8OCB)液晶小分子,將其作為第三組分摻雜到聚3-己基噻吩(P3HT)與[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)共混體系中。通過在不同的溫度下退火,調控共混物薄膜的結構與形貌。發(fā)現(xiàn)當對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子含量為6wt%,且在液晶相溫度區(qū)間70℃下退火時,相應的太陽能電池器件效率可達最高值3.5%,且空穴的遷移率也最大。退火溫度為70℃時,液晶處于各向異性狀態(tài),對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子能夠誘導P3HT分子鏈形成有序的結晶,而當退火溫度為130℃時,液晶進入各向同性狀態(tài),對P3HT分子鏈的誘導作用消失,相應的器件性能與形貌也變差。退火溫度從室溫升至70℃和130℃時,P3HT結晶片層間距從16.22變?yōu)?6.50和17.04,說明在較高溫度下,PCBM和對氰基辛氧基聯(lián)苯液晶分子能進入P3HT結晶的片層區(qū)域。液晶分子與P3HT之間不相溶,但是可以作為模板調控活性層形成更優(yōu)化的形貌[3]。
參考文獻
[1]Zhi Sun,Chun-Bo Liu,Analysis of factors influencing about the effects of the liquid crystal micro fluid drive。DOI:10.1080/00150193.2023.2227063.
[2]張皋,馮凱.SI法合成4-辛氧基-4′-氰基聯(lián)苯液晶[J].火炸藥, 1993(2):4.DOI:CNKI:SUN:HZYY.0.1993-02-010.
[3]呂凌劍.外場下液晶分子調控活性層形貌的機理及其太陽能電池性能[D].南昌大學,2015.