【儀表網(wǎng) 產(chǎn)品快訊】液晶材料因其各向異性、可重構(gòu)取向和豐富的相態(tài)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期以來被廣泛應(yīng)用于顯示、空間光調(diào)制和軟物質(zhì)光子學(xué)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)液晶光學(xué)主要關(guān)注對(duì)外來光場(chǎng)的被動(dòng)調(diào)控，例如調(diào)制透射、反射、相位和偏振。然而，隨著有機(jī)發(fā)光分子、量子點(diǎn)、鈣鈦礦納米晶、稀土發(fā)光材料以及室溫磷光體系的發(fā)展，將發(fā)光單元引入液晶有序結(jié)構(gòu)，正在推動(dòng)液晶從“被動(dòng)光學(xué)調(diào)制介質(zhì)”邁向“主動(dòng)發(fā)光調(diào)控平臺(tái)”。
 

　　近期，南京大學(xué)馬玲玲/陸延青團(tuán)隊(duì)在Laser & Photonics Reviews發(fā)表綜述論文。文章圍繞發(fā)光液晶(luminescent liquid crystals, LLCs)這一新興軟光子體系，系統(tǒng)總結(jié)了其材料構(gòu)筑、多刺激響應(yīng)、多維發(fā)光自由度調(diào)控以及光電應(yīng)用方面的研究進(jìn)展，并提出了從傳統(tǒng)液晶光學(xué)到多維主動(dòng)發(fā)光控制的發(fā)展圖景。
 

　　液晶兼具液體的流動(dòng)性和晶體的有序性，其分子取向、雙折射和螺旋超結(jié)構(gòu)可以在外場(chǎng)作用下發(fā)生可逆調(diào)節(jié)，因此是最重要的軟物質(zhì)光子材料之一。在傳統(tǒng)液晶器件中，液晶通常不直接發(fā)光，而是通過取向變化調(diào)控入射光的傳播行為。而發(fā)光液晶進(jìn)一步將熒光分子、磷光材料、量子點(diǎn)、鈣鈦礦納米晶、稀土上轉(zhuǎn)換納米顆粒等發(fā)光單元引入液晶有序體系，使液晶主體從“調(diào)制外來光”的介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;生成并調(diào)控自身發(fā)光場(chǎng)”的可重構(gòu)軟光子環(huán)境。依托向列相的長(zhǎng)程取向有序，發(fā)光液晶可以實(shí)現(xiàn)高偏振度線偏振發(fā)光，依托膽甾相或藍(lán)相的手性光子結(jié)構(gòu)，則可以實(shí)現(xiàn)高不對(duì)稱因子的圓偏振發(fā)光。同時(shí)，液晶主體對(duì)溫度、電場(chǎng)、光、力和化學(xué)環(huán)境等外界刺激高度敏感，發(fā)光單元本身也可具有光致異構(gòu)、聚集誘導(dǎo)發(fā)光、室溫磷光、上轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)移等響應(yīng)特性，因此發(fā)光液晶能夠在強(qiáng)度、顏色、線/圓偏振、壽命、激發(fā)動(dòng)力學(xué)和時(shí)空?qǐng)D案等多個(gè)維度實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)控。基于這些特征，發(fā)光液晶在多維信息加密、偏振顯示、圓偏振發(fā)光器件、柔性傳感、成像、手性微激光、光波導(dǎo)和對(duì)映選擇性光化學(xué)等方向展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景，也為Soft Mattonics框架下可重構(gòu)、可集成、智能化的軟光電系統(tǒng)提供了重要材料平臺(tái)。
 

　　這篇綜述圍繞“從被動(dòng)光調(diào)制到多維主動(dòng)發(fā)光控制”這一主線展開。文章首先系統(tǒng)梳理了發(fā)光液晶的構(gòu)筑策略，包括自發(fā)光液晶分子、發(fā)光液晶聚合物/網(wǎng)絡(luò)、host-guest摻雜體系、超分子發(fā)光液晶、發(fā)光液晶彈性體以及膠體/納米晶-液晶復(fù)合體系，并重點(diǎn)討論發(fā)光單元與液晶相的相容性以及從分子設(shè)計(jì)到宏觀取向的多尺度組裝問題；隨后分析了液晶主體和發(fā)光單元在熱、電、光、力和化學(xué)刺激下的協(xié)同或正交響應(yīng)機(jī)制，闡明多刺激響應(yīng)如何成為主動(dòng)發(fā)光調(diào)控的基礎(chǔ)；在此基礎(chǔ)上，綜述進(jìn)一步從發(fā)光自由度的角度總結(jié)了光譜與強(qiáng)度調(diào)控、線偏振/圓偏振發(fā)光、壽命與激發(fā)路徑工程、時(shí)空?qǐng)D案和發(fā)光邏輯等研究進(jìn)展，并討論不同性能指標(biāo)之間的權(quán)衡關(guān)系；之后，文章面向應(yīng)用場(chǎng)景總結(jié)了發(fā)光液晶在信息加密、防偽、顯示、可穿戴器件、傳感、成像、激光、波導(dǎo)和不對(duì)稱光化學(xué)等方向的代表性進(jìn)展與技術(shù)成熟度；最后，綜述從軟物質(zhì)光子學(xué)和智能光子系統(tǒng)的視角展望了發(fā)光液晶與電子學(xué)、超表面、集成光子學(xué)和量子光源融合的未來可能，并指出理論建模、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、大面積制備和多自由度協(xié)同設(shè)計(jì)仍是該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
 

　　研究成果以“Luminescent Liquid Crystals for Multidimensional Active Emission Control”為題，在Laser & Photonics Reviews以綜述論文發(fā)表。
 

　　南京大學(xué)馬玲玲特聘研究員和陸延青教授為本文共同通訊作者，南京大學(xué)魏陽博士和陳超博士生為本文共同第一作者，南京大學(xué)王澤宇、張子宸和蘇卓銳對(duì)本文亦有重要貢獻(xiàn)。
 

　　發(fā)光液晶并不是液晶光學(xué)與發(fā)光材料的簡(jiǎn)單疊加，而是Soft Mattonics(軟物質(zhì)光子學(xué))語境下“軟結(jié)構(gòu)+光物理過程”耦合的一類代表性系統(tǒng)。液晶的分子取向、介觀有序和多尺度結(jié)構(gòu)為發(fā)光過程提供了可編程基質(zhì)，外界刺激則能夠重構(gòu)這一結(jié)構(gòu)，并將重構(gòu)結(jié)果直接映射為可讀出的發(fā)光響應(yīng)。
 

　　從發(fā)展趨勢(shì)看，發(fā)光液晶將進(jìn)一步從“多維響應(yīng)材料”走向“智能光子節(jié)點(diǎn)”。未來的關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括：如何理解非平衡自組裝與缺陷動(dòng)力學(xué)，如何提升多組分體系的相容性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，如何實(shí)現(xiàn)大面積可重復(fù)制備，以及如何與電子、超表面、集成光子和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)深度融合。隨著材料化學(xué)、液晶物理、光子器件工程和數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉發(fā)展，發(fā)光液晶有望成為連接軟物質(zhì)光子學(xué)、智能顯示、柔性傳感、信息安全和集成光通信的重要平臺(tái)。它們所代表的不僅是液晶功能的一次拓展，更是從“調(diào)控外來光場(chǎng)”走向“生成并調(diào)控發(fā)光場(chǎng)”的重要轉(zhuǎn)變。
 

　　引用：南京大學(xué)馬玲玲/陸延青團(tuán)隊(duì)綜述 發(fā)光液晶：從被動(dòng)光調(diào)制到多維主動(dòng)發(fā)光控制-南京大學(xué)【引用時(shí)間：2026年7月27日】