层状相

层状相又名近晶相。通常出现的温度范围较低。这些液晶内部包含许多棒状或条状的分子，它们有序排列成层，在每层中，分子的长轴相互之间是平行分布的。层状相的种类很多，其有序性各异，形成的织构也各不相同。

简介层状相液晶也称为近晶相液晶，层状相的种类很多，其有序性各异，形成的织构也各不相同。目前，最少提出了14种不同的层状相，分别为近晶A相，B相，C相，… K相 ( 分别用SA，SB，SC，…，SK来表示)。层状相分子倾向于沿指向矢方向取向，并以层状排列，更多的分子倾向于位于相隔一定间距的平面上，只有少量的分子位于这些平面之间。所以层状相分子除具有取向有序外还有一些位置有序。

由于对层状相的认识还在深入和发展，随着时间的推移，对层状相结构的归纳还要修正。层状相常见的织构有焦锥、扇状、纹影状、大理石纹状、星形、镶嵌扇状等1。

相关研究液晶材料结构从高有序的晶体通过熔化或溶解过渡到各向同性的液体可以经过多级中间态。这些过渡状态是热力学上的稳定态，被称为“液晶相”或“介晶相”。由于只是失去了晶体的部分位置序，而使分子获得了流动性，所以液晶态兼有晶体的有序性和液体的流动性，既具有各向异性的物理性质，又能对外部刺激（电场、磁场、作用力等）迅速产生响应。正是因为这种独特的性质，液晶材料被广泛应用于显示器、光栅、传感器等领域。液晶态既可以通过加热纯的化合物获得，也可以通过改变双亲性分子在水溶液（或者更复杂的多组分体系）中的浓度和温度得到；前者被称为热致液晶，后者被称为溶致液晶2。

在热致液晶中，分子形状的各向异性（如棒状分子或盘状分子）及分子内不同化学结构单元之间的微相分离作用（如刚性核与柔性链之间的不相容性）是形成液晶态的主要驱动力。形状各向异性的分子倾向于平行地排列起来，从而最有效地占据空间，这样既获得了长程的取向序，如向列相，分子仅表现出取向序，而又不具有长程的位置序进一步，当分子内化学结构不同的各部分之间的微相分离作用使得分子内性质不同的结构单元彼此分离地聚集起来，便形成了具有一维、二维乃至三维位置序的复杂液晶态结构，如各种近晶相（层状结构）、柱状相及结构更为复杂的立方相等。

一般来说，棒状分子可以形成向列相和近晶相，盘状分子可以形成柱状相，而分子形状介于这两者之间的，则既可以形成近晶相又可以形成柱状相，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别形成近晶相和柱状相。此外，分子的形状不仅决定于分子的化学结构，而且还取决于分子的动力学性质。例如，棒状分子如果能沿着长轴快速旋转的话，则动态的分子几何形状应为“圆棒”形，这样的分子形状可以形成一般的（单光轴）向列相和近晶相结构；但如果这种自旋受到阻止的话，分子的动态几何形状就变成“砖”形，再形成向列相或近晶相结构会表现出双光轴性，即为双轴的向列相或近晶相。

基于层状相液晶的显示器层状相液晶由于粘度比较大，对电场等外界响应不够灵敏，但这个特点却使它有了一个作为液晶显示材料的巨大优势：即它可以保持显示。我们知道，现在的液晶显示器都只可以保持一种状态，对光来说是只有透过或者是阻挡一种状态，表现在液晶显示器上面就是通电时可以显示对应的图像，而电源撤去以后图像随之而消失。粘度大的层状相液晶却因此可以较长时间地保留图像，这样的好处是显而易见的，它可以做到比传统的液晶显示更加节约能源，同时，层状相液晶显示还是反射型显示，即不用在液晶层后面加装发光灯管或者是发光二级管，体现出了巨大的节能应用前景。虽然它不能用于电脑、电视等需要快速相应的显示器，却可以在一些特殊的领域得到很大应用，例如，电子相框，电子广告牌等等3。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学