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苯并菲盘状液晶的分子设计、合成及柱状相锚定的开题报告
一、背景介绍
随着液晶显示技术的不断发展，近年来液晶材料的研究也越来越受到关注。其中，盘状液晶因其具有高自组装性、易于制备等特点，在液晶功能材料、电子学、光电子学、生物医学等领域得到广泛应用。
苯并菲系列化合物作为一类新型液晶材料，在盘状液晶材料研究中占有重要地位。苯并菲分子本身具有扁平的结构和较大的芳香环，可以形成比较稳定的柱状相态。同时，通过合理设计和合成改性，可以进一步提高其柱状相的稳定性、降低液晶相态的温度和压力等条件的限制，从而拓展其应用领域。
二、研究内容
本研究将围绕苯并菲盘状液晶的分子设计、合成及柱状相锚定展开，具体研究内容如下：
1.分子设计：选择适合的苯并菲基本结构，通过改变基团及其位置、数量等对分子进行设计，以提高其柱状相的稳定性及热稳定性。
2.合成方法的优化：综合考虑多种合成方法，对苯并菲基团进行改良和优化，探索合成高品质液晶分子的最佳路径和条件，并分析其结构和性质。
3.液晶相态及柱状相锚定：利用各种分析技术，研究不同化合物的液晶相态（向列相、列相等），并着重考察柱状相的性质及稳定性，探究其形成机理，进一步深入研究相关影响液晶相稳定性的因素。
4.传统制备方法的比较：通过对比其它传统制备方法（例如：液相晶化、溶液法等），分析其优缺点及适用范围，并探究更加优化合理的液晶制备方法。
三、研究意义
本研究的意义在于：
1.深入研究苯并菲盘状液晶的分子设计及柱状相锚定机理，为设计和合成新型液晶材料提供理论和实验基础。
2.提高苯并菲液晶材料的热稳定性、柱状相稳定性等性能，为其在电子显示、光电传感等领域中的应用拓展提供基础支撑。
3.探索更加适合苯并菲液晶材料的制备方法，为相关研究提供更加优化的实验方法。
四、研究方法
本研究主要采用以下方法：
1.分子设计：基于分子设计原理，结合量子化学计算（DFT）和分子动力学模拟，探索适合苯并菲液晶材料的基本结构及其相关基团的合理组合，寻找提高柱状相稳定性和热稳定性的策略。
2.合成方法优化：综合考虑多种合成方法，分析其优缺点并深入探究实验条件参数对分子合成的影响，提高液晶分子的合成效率和品质。
3.相态研究：通过差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）、偏光显微镜（POM）及X射线衍射（XRD）等方法，对苯并菲液晶材料的液晶相态及柱状相进行分析，探究其结构变化及相变机理。
4.制备方法比较：选取不同合成路径和制备方法（例如：液相晶化、溶液法等）对苯并菲液晶材料进行制备，对液晶分子的结构和性能进行比较分析。
五、研究预期结果
本研究预期可以得到以下结果：
1.设计合成新型苯并菲液晶材料，促进其在电子显示、光电传感等领域的应用。
2.研究柱状相的稳定性及形成机理，提高其应用范围和效率。
3.对苯并菲液晶材料的制备方法进行比较，探究出更加优化的制备方法。
六、研究进度安排
本研究将分为以下几个阶段：
1.方案设计：对目前苯并菲盘状液晶研究现状进行梳理，设计出一个综合性的研究方案。
2.分子设计及合成方法优化：进行苯并菲液晶材料的分子设计及合成方法的优化和探究。
3.相态研究：通过差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）、偏光显微镜（POM）及X射线衍射（XRD）等方法进行相态分析。
4.制备方法的比较：对液相晶化、溶液法等制备方法进行比较，探究出更加适合苯并菲液晶材料的制备方法。
5.结果分析及论文撰写：对研究结果进行分析及总结，撰写出一份研究论文。
七、参考文献
1.C.Tschierske,J.Mater.Chem.,1998,8,1485-1508.
2.J.P.Chen,etal.,Chem.Soc.Rev.,2016,45,2045-2074.
3.Y.Xia,etal.,J.Mater.Chem.C,2016,4,724-739.
4.Y.M.Cheng,etal.,J.Mater.Chem.C,2015,3,6934-6939.