Liquid Crystals pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Singh, Shri/ Dunmur, David A. (FRW)

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:

价格:1313.00 元

装帧:

isbn号码:9789810242503

丛书系列:

图书标签:

• 液晶
• 材料科学
• 物理学
• 化学
• 光学
• 显示技术
• 凝聚态物理
• 分子物理
• 自组装
• 相变

探秘微观世界的调控艺术：液晶材料的物理化学、器件应用与前沿进展 本书籍旨在为材料科学、物理学、化学、电子工程等领域的科研人员、工程师以及高年级本科生和研究生提供一本全面而深入的液晶材料领域的参考指南。我们将聚焦于非《Liquid Crystals》一书所涵盖的具体内容，转而深入探讨液晶材料的更广阔图景，从其基础的分子结构、宏观物理性质，到当前最尖端的器件化应用及未来发展趋势。 本书的结构设计旨在构建一个清晰的知识体系，从理论基础稳步过渡到实际工程应用，确保读者能够全面理解液晶现象背后的物理化学原理及其在现代高科技产业中的核心地位。 --- 第一部分：液晶态的基础物理与化学（Molecular Foundations and Mesophase Physics） 本部分将详细阐述构成液晶现象的分子层次的物理化学基础。我们不会重复讨论经典教科书中的基础相变理论，而是深入到更精细的分子间相互作用和拓扑缺陷理论。 第一章：液晶分子的构筑模块与各向异性（Architectures of Anisotropy） 液晶态的出现源于分子形状的高度不对称性。本章将重点分析以下几种关键分子设计策略： 1. 棒状分子（Calamitic）的柔性与刚性平衡： 探讨不同连接单元（如酯键、偶氮键、联苯结构）对分子刚性链长、双折射率（$Delta n$）以及介电各向异性（$Delta varepsilon$）的影响。特别关注“弯曲棒状”分子（Bent-core molecules）如何诱导非传统的手性相和铁电性。 2. 盘状分子（Discotic）的堆叠机制： 详细分析六芳基苯或卟啉衍生物等盘状分子如何通过$pi-pi$堆叠形成柱状液晶相（Columnar Phases）。讨论这些柱状结构在电荷传输中的潜在应用，而非仅仅是作为光学材料。 3. 聚合物液晶（Polymeric Liquid Crystals）： 区分侧链（Side-chain）和主链（Main-chain）聚合物液晶的结构差异。重点分析高分子链的拓扑结构如何影响液晶相的转变温度和机械稳定性，这对于制造柔性显示基板至关重要。 第二章：拓扑缺陷、场论与动态响应（Topology, Field Theory, and Dynamics） 液晶的宏观行为由其微观的序参量（Order Parameter）描述，但缺陷的形成和演化才是驱动其动态响应的关键。 1. 第二类拓扑缺陷与能带： 深入分析Disclinations（如Boojums和Escargots）在液晶弹性理论中的能量表示。引入Wronskian分析法来精确计算缺陷核心处的扭曲能。 2. 非线性介电响应与Landau-Ginzburg理论的扩展： 讨论在强电场或强磁场作用下，液晶的介电响应如何偏离线性关系。引入更高阶的非线性项，探讨其在光致响应（如光折变效应）中的作用。 3. 粘弹性与流变学： 探讨五种主要的粘度系数（如Leger's coefficients $gamma_1, gamma_2, alpha_i$）的物理意义。利用Generalized Navier-Stokes方程分析液晶在剪切流和拉伸流场下的流变行为，特别是弹性湍流（Elastic Turbulence）现象。 --- 第二部分：先进光电性能的调控与新型相态（Advanced Optoelectronic Modulation and Novel Mesophases） 本部分将超越传统的向列相（Nematic）和手征向列相（Chiral Nematic），聚焦于具有特殊电光响应的新型液晶相。 第三章：铁电与反铁电液晶的开关机制（Ferroelectric and Antiferroelectric Switching） 手征偶氮联苯衍生物和二萜烷醇衍生物是研究铁电液晶（FLC）和反铁电液晶（AFLC）的关键体系。 1. 自发极化与选择性抑制： 详细分析分子构象变化如何导致非零的净偶极矩，及其与手征中心密度的关系。讨论如何通过分子设计来提高反铁电相（Smectic $ ext{C}^$）的倾斜角（Tilt Angle）和提高阈值电压。 2. 双稳态与快速响应： 阐述S-FLC（Surface-stabilized FLC）器件的工作原理，重点分析其亚微秒级的响应时间。对比分析其在高速调制和非线性光学中的应用潜力，以及如何通过引入表面锚定层来稳定高能态。 第四章：响应性液晶和智能材料（Responsive Liquid Crystals and Smart Materials） 本章探讨那些能够被非电场信号（如光、温度梯度、化学物质）诱导相变的液晶系统。 1. 光响应性液晶（Photo-responsive LCs）： 深入探讨基于偶氮苯（Azo-benzene）、螺吡喃（Spiropyran）或二芳基乙烯的液晶。分析光诱导的顺反异构化如何导致分子形状的瞬时改变，进而引发宏观的相分离或定向重排。讨论光致形变（Photomechanical Actuation）的效率。 2. 温度敏感型液晶的相图分析： 关注那些具有非常窄的向列相区间或清晰的清亮点（Clearing Point）的化合物。利用DSC（差示扫描量热法）数据构建精确的温度-压力-浓度相图，预测其在温敏传感中的应用。 --- 第三部分：集成器件与前沿应用（Device Integration and Frontier Applications） 本部分侧重于如何将上述复杂的液晶物理转化为实用的高技术产品，并展望其在非显示领域的突破。 第五章：先进显示技术中的像素工程（Pixel Engineering in Advanced Displays） 尽管LCD是成熟技术，但其未来发展依赖于精细的像素控制技术。 1. 垂直配向模式（VA Mode）的优化： 详细解析VA模式中电场诱导的液晶柱的动态响应。探讨如何通过优化驱动波形（如灰阶驱动）来抑制“粘滞效应”（Hysteresis）和“残留图像”（Image Sticking）。 2. 高刷新率与低功耗的挑战： 讨论液晶分子粘度对刷新率的根本限制。介绍基于高双折射率（High $Delta n$）和低粘度（Low $eta$）的新型化合物库的开发，以及如何通过电场梯度补偿技术实现更低的驱动电压。 3. MicroLED与LC混合驱动： 探讨液晶层作为像素级光阀（Pixel-level Shutter）与MicroLED背光结合的可能性，重点分析其在色彩混合和亮度均匀性方面的优势。 第六章：液晶在光通信与传感中的新兴角色（Emerging Roles in Photonics and Sensing） 液晶材料正从显示屏走向更专业的应用领域，如光子集成和生物传感。 1. 液晶可调谐滤波器与波导： 介绍利用Bragg反射理论，通过周期性调制液晶折射率（例如通过PDLC或反射式Cholesteric LCs）制造出具有动态波长选择性的光学器件。讨论如何在光子晶体结构中集成液晶以实现快速波导切换。 2. 生物传感平台： 探讨基于液晶薄膜（LCTF）的表面等离子体共振（SPR）增强传感。分析特定生物分子（如抗原、DNA探针）吸附在表面后，如何通过改变液晶的锚定角或折射率，导致可见光反射波长发生可测量的漂移。 3. 软机器人与致动器： 介绍基于液晶弹性体（LCE）的驱动原理。LCE通过预先设定的分子取向，在热或光刺激下发生大变形，实现无电机驱动的软体抓手或仿生运动。深入分析应力松弛与驱动力之间的关系。 --- 总结： 本书将提供一个跨越分子设计、理论物理、到工程实现的全面视角，旨在深化读者对液晶材料多尺度行为的理解，并激发他们在下一代光电器件和智能材料领域进行创新研究的潜力。

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我一直认为，能够将复杂的科学理论用简洁明了的方式呈现出来，是一种了不起的才能，而《Liquid Crystals》这本书的作者无疑是这样一位大师。他在书中对液晶的光学性质的讲解，让我这个物理学领域的门外汉也能领略到其中的魅力。我被书中关于液晶如何改变光的偏振方向，以及这种现象如何被应用在偏振片、滤波器等光学器件中的描述所吸引，仿佛在探索一个充满无限可能的视觉奇迹。 书中对液晶历史发展的回顾，也为整本书增添了一抹人文色彩。我被书中关于科学家们如何一步步揭示液晶秘密的故事所感动，这些故事让我看到了科学研究的艰辛与伟大。我开始觉得，阅读这本书不仅仅是在学习知识，更是在感受科学精神的传承。这本书让我深刻体会到，科学的进步，离不开一代代科研人员的执着探索和不懈努力。

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我一直对那些能够改变光线性质的物质充满好奇，而《Liquid Crystals》这本书恰恰满足了我这种探索欲。作者在书中对液晶的光学性质进行了非常深入的探讨，不仅仅是简单的折射和反射，而是涉及到了许多我闻所未闻的现象，比如双折射、圆偏振等等。我特别喜欢书中关于液晶显示原理的讲解，那些关于像素点如何通过控制液晶分子的旋转来改变光线的通过与否，进而形成我们看到的图像的描述，对我来说简直是醍醐灌顶。之前我总是认为屏幕显示是一件很神奇的事情，现在我才知道，原来背后是如此精巧的物理机制在运作。 这本书也让我开始思考，我们习以为常的许多物理现象，其实都蕴含着深刻的科学原理。比如，为什么有些液晶屏幕在不同角度看会有不同的色彩表现？为什么有些液晶材料会随着温度的变化而改变其光学特性？这些问题，作者都在书中给出了清晰的解答。他用一种非常耐心且富有条理的方式，引导着读者一步步深入理解这些复杂的概念。我甚至觉得，读这本书的过程，就像是在进行一场智力探险，每一次翻页，都可能发现新的惊喜。

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我一直对“相变”这个概念感到着迷，而《Liquid Crystals》这本书恰好为我提供了一个绝佳的视角来理解它。作者在书中对液晶的相变过程进行了非常深入的探讨，他不仅仅是列举了各种相变，而是着重于解释这些相变背后的物理机制。我被书中关于液晶从一种有序状态转变为另一种有序状态，或者从有序状态转变为无序状态的描述所吸引，仿佛在观察一场精妙的物理舞蹈。 书中对于液晶相变在实际应用中的影响的论述，也让我对科学研究的价值有了更深的体会。作者解释了为什么某些液晶材料在达到特定温度时会突然变得透明或不透明，以及这种特性是如何被利用在窗户、显示器等各种产品中。这种将抽象的科学原理与实际应用紧密结合的叙述方式，让我觉得这本书不仅具有学术价值，更具有实际指导意义。

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这本书给我带来的最大惊喜，莫过于作者在书中对液晶在生物学和医学领域潜在应用的描绘。我之前从未想过，这种看似属于物理学范畴的物质，竟然能够在生命科学领域发挥如此重要的作用。作者在书中详细介绍了液晶材料如何被用于药物递送、生物传感器以及组织工程等方面，这些前沿的科技应用让我大开眼界。我仿佛看到了一个全新的领域正在悄然兴起，而液晶，正是这个领域中不可或缺的基石。 书中对于液晶分子与生物分子相互作用的阐述，也让我产生了浓厚的兴趣。作者用严谨的科学态度，解释了液晶的物理化学性质如何与生物体的生理活动相契合，从而实现各种功能。这种跨学科的融合，打破了我以往对学科界限的认知，让我看到科学研究的无限可能性。我开始期待，未来会有更多像这样的跨界研究，为人类的健康和福祉带来更多惊喜。

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《Liquid Crystals》这本书的结构安排得非常合理，从基础的液晶概念入手，逐步深入到其复杂的物理化学性质，再到其广泛的应用领域。我尤其欣赏作者在书中对液晶材料的分类和描述，他清晰地界定了不同相态的特点，并用图示加以说明，使得读者能够轻松地理解这些抽象的概念。我被书中关于向列相、近晶相等液晶相的详细介绍所吸引，仿佛在探索一个由无数微小分子组成的、充满规则的奇妙世界。 此外，书中对于液晶材料在不同环境下的行为变化的探讨，也让我对这种物质有了更全面的认识。作者不仅讨论了温度、压力等外部条件对液晶的影响，还涉及到了电场、磁场等外部场对液晶分子的作用。这种对复杂体系的细致分析，让我深刻体会到了科学研究的严谨性和全面性。我开始意识到，即使是看似简单的物质，其背后也隐藏着无数值得探索的奥秘。

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《Liquid Crystals》这本书给我带来了全新的视角来理解我们周围的世界。我之前从未意识到，我们日常生活中看似普通的产品，例如电子屏幕，其背后竟然蕴含着如此精巧的物理原理。作者在书中对液晶显示技术的讲解，让我对像素的形成、颜色的产生有了更清晰的认识。我被书中关于液晶分子如何通过电场控制来调整光线通过的描述所吸引，仿佛在探索一个隐藏在屏幕背后的微观世界。 此外，书中对液晶材料在其他领域的应用，例如温度计、传感器等，也让我对这种材料的多功能性有了新的认识。作者用通俗易懂的语言，解释了液晶的物理化学性质如何被巧妙地转化为实用的技术。这种将复杂科学概念转化为实际应用的叙述方式，让我觉得这本书不仅具有学术价值，更具有启发意义，让我对科学研究充满了敬畏和好奇。

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我一直以来对光学的研究都抱有浓厚的兴趣，而《Liquid Crystals》这本书正好满足了我对这一领域的求知欲。作者在书中对液晶的光学各向异性现象进行了非常详尽的阐述，他通过大量的实验数据和理论推导，揭示了液晶如何能够改变光的偏振方向，以及这种特性在各种光学器件中的应用。我被书中关于液晶滤波器、液晶偏振片等概念的介绍深深吸引，仿佛在探索一个充满魔力的光学世界。 特别令我印象深刻的是，作者将复杂的物理概念用通俗易懂的语言进行了解释。即便我不是物理学专业的学生，也能在阅读中感受到其中的逻辑性和严谨性。书中穿插的许多历史故事和科学家的轶事，也为原本严谨的科学叙述增添了许多人情味。我仿佛能看到那些伟大的科学家们，是如何通过不断的探索和实验，逐渐揭开液晶世界的神秘面纱。

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在阅读《Liquid Crystals》的过程中，我被书中对液晶材料相变过程的细致描绘深深吸引。作者没有简单地罗列各种液晶相态，而是花费了大量的篇幅去解释这些相态是如何在不同温度、压力以及外部场作用下相互转变的。他通过比喻和形象化的语言，将那些抽象的分子排列变化具象化，让我仿佛能看到那些长链分子在液体和固体之间游走，时而有序，时而混乱。这种对过程的深入剖析，使得我对液晶的理解不再停留在表面的“流动的晶体”，而是对其内在的动力学有了更深层次的认识。 我尤其欣赏书中关于液晶相变在实际应用中的影响的论述。例如，他解释了为什么某些液晶在达到特定温度时会突然变得不透明，以及这种特性是如何被利用在某些特殊类型的显示器或传感器中的。这些联系现实应用的细节，让原本可能枯燥的理论知识变得鲜活起来，也让我这个非专业读者，能够切实感受到科学研究的价值和意义。我开始意识到，即使是看似微小的物理性质的变化，也可能在工程和技术领域产生巨大的影响。

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这本书的封面设计就充满了艺术感，那种柔和的光泽和流动的色彩，仿佛已经预示了内容本身的微妙和变幻莫测。我拿到这本《Liquid Crystals》的时候，首先就被它的装帧吸引了，纸张的质感非常细腻，触感温润，拿在手里有一种沉甸甸的价值感。我并不是一个对物理学有深厚背景的读者，甚至可以说是门外汉，但当我翻开这本书，看到那些精美的插图和图表时，我立刻被吸引住了。那些关于分子排列、光学效应的描绘，虽然我未必能完全理解背后的数学公式，但视觉上的冲击力是毋庸置疑的。作者显然花了很多心思在内容的呈现上，不仅仅是枯燥的文字堆砌，而是试图通过图文并茂的方式，让像我这样非专业人士也能感受到液晶世界的魅力。 书中对液晶的应用场景的描述，更是让我大开眼界。我一直以为液晶仅仅是存在于我们日常使用的电视和手机屏幕中，但这本书让我了解到，液晶的用途远不止于此。从早期的温度计，到现代的高级光学器件，再到一些我从未想过的生物医学领域，液晶的影子无处不在。作者用一种非常生动的方式，讲述了液晶材料如何在这些领域中发挥着至关重要的作用，仿佛在为我揭开一个隐藏在我们生活之下的精密世界。读到这里，我开始对身边的许多科技产品产生了新的认识，甚至觉得那些冰冷的电子设备背后，都蕴含着如此迷人的物理原理。

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《Liquid Crystals》这本书给我最大的震撼，在于它展示了材料科学的奇妙之处。我之前从未想过，仅仅是改变分子的排列方式，就能赋予一种物质如此多样的特性。作者在书中对不同类型的液晶，比如向列相、近晶相的结构和行为进行了详细的介绍，并且用清晰的图示来辅助说明。我被那些排列整齐却又保持一定流动性的分子链所吸引，它们似乎既遵循着物理定律，又带着一丝生命的韵律。 书中对于液晶在电子器件中的作用的阐述，也让我惊叹不已。从最基础的像素控制，到更复杂的图像处理，液晶材料都扮演着不可或缺的角色。作者用一种循序渐进的方式，解释了电场如何影响液晶分子的取向，从而控制光的通过，最终形成我们看到的画面。这种将宏观的显示效果与微观的分子运动联系起来的描述，让我对现代科技有了更深层次的理解。我开始觉得，我所使用的每一个电子产品，都蕴含着如此精巧的设计和深厚的科学积淀。

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