層狀相

層狀相液晶也稱為近晶相液晶，層狀相的種類很多，其有序性各異，形成的織構也各不相同。目前，最少提出了14種不同的層狀相，分別為近晶A相，B相，C相，… K相 ( 分別用S_A，S_B，S_C，…，S_K來表示)。層狀相分子傾向於沿指向矢方向取向，並以層狀排列，更多的分子傾向於位於相隔一定間距的平面上，只有少量的分子位於這些平面之間。所以層狀相分子除具有取向有序外還有一些位置有序。

由於對層狀相的認識還在深入和發展，隨着時間的推移，對層狀相結構的歸納還要修正。層狀相常見的織構有焦錐、扇狀、紋影狀、大理石紋狀、星形、鑲嵌扇狀等 ^[1]  。

從高有序的晶體通過熔化或溶解過渡到各向同性的液體可以經過多級中間態。這些過渡狀態是熱力學上的穩定態，被稱為“液晶相”或“介晶相”。由於只是失去了晶體的部分位置序，而使分子獲得了流動性，所以液晶態兼有晶體的有序性和液體的流動性，既具有各向異性的物理性質，又能對外部刺激（電場、磁場、作用力等）迅速產生響應。正是因為這種獨特的性質，液晶材料被廣泛應用於顯示器、光柵、傳感器等領域。液晶態既可以通過加熱純的化合物獲得，也可以通過改變雙親性分子在水溶液（或者更復雜的多組分體系）中的濃度和温度得到；前者被稱為熱致液晶，後者被稱為溶致液晶 ^[2]  。

在熱致液晶中，分子形狀的各向異性（如棒狀分子或盤狀分子）及分子內不同化學結構單元之間的微相分離作用（如剛性核與柔性鏈之間的不相容性）是形成液晶態的主要驅動力。形狀各向異性的分子傾向於平行地排列起來，從而最有效地佔據空間，這樣既獲得了長程的取向序，如向列相，分子僅表現出取向序，而又不具有長程的位置序進一步，當分子內化學結構不同的各部分之間的微相分離作用使得分子內性質不同的結構單元彼此分離地聚集起來，便形成了具有一維、二維乃至三維位置序的複雜液晶態結構，如各種近晶相（層狀結構）、柱狀相及結構更為複雜的立方相等。

一般來説，棒狀分子可以形成向列相和近晶相，盤狀分子可以形成柱狀相，而分子形狀介於這兩者之間的，則既可以形成近晶相又可以形成柱狀相，如在多爪型液晶中，同一系列化合物，甚至同一化合物在不同的温度可以分別形成近晶相和柱狀相。此外，分子的形狀不僅決定於分子的化學結構，而且還取決於分子的動力學性質。例如，棒狀分子如果能沿着長軸快速旋轉的話，則動態的分子幾何形狀應為“圓棒”形，這樣的分子形狀可以形成一般的（單光軸）向列相和近晶相結構；但如果這種自旋受到阻止的話，分子的動態幾何形狀就變成“磚”形，再形成向列相或近晶相結構會表現出雙光軸性，即為雙軸的向列相或近晶相。

層狀相液晶由於粘度比較大，對電場等外界響應不夠靈敏，但這個特點卻使它有了一個作為液晶顯示材料的巨大優勢：即它可以保持顯示。我們知道，現在的液晶顯示器都只可以保持一種狀態，對光來説是隻有透過或者是阻擋一種狀態，表現在液晶顯示器上面就是通電時可以顯示對應的圖像，而電源撤去以後圖像隨之而消失。粘度大的層狀相液晶卻因此可以較長時間地保留圖像，這樣的好處是顯而易見的，它可以做到比傳統的液晶顯示更加節約能源，同時，層狀相液晶顯示還是反射型顯示，即不用在液晶層後面加裝發光燈管或者是發光二級管，體現出了巨大的節能應用前景。雖然它不能用於電腦、電視等需要快速相應的顯示器，卻可以在一些特殊的領域得到很大應用，例如，電子相框，電子廣告牌等等 ^[3]  。