軟物質材料的製備、性能表徵和光學應用研究已成為當前研究熱點。藍相液晶作為典型的軟物質材料，介於各向同性態和膽甾相之間的相態具有不同的晶體對稱性，從各向同性態開始降溫，依次出現非晶態藍相III (BPIII)，具有O2 (P4232)對稱性的藍相II (BPII)和具有O8 (I4132)對稱性的藍相I (BPI)。
目前，仍缺乏對藍相液晶BPIII，BPII和BPI間相變過程的動態研究，其相變機理仍不清楚。
近日，中國科學院院士、理化技術研究所仿生材料與界面科學中心研究員江雷，研究員王京霞聯合華東理工大學教授鄭致剛，復旦大學，中科院化學研究所和日本中央大學等，在Nature Communications上發表了題為Diffusionless transformation of soft cubic superstructure from amorphous to simple cubic and body-centered cubic phases的研究論文。基於理化所前期研究發展的超穩定聚合物藍相液晶光子晶體膜的製備（耐溫範圍 -190 ℃~350℃），結合透射電鏡、二維光學表徵、同步輻射、原位激光及偏光顯微鏡對藍相液晶實空間微觀尺度和倒空間的動態觀察，揭示出藍相液晶BPIII
BPII和BPIIIBPI是非擴散相變過程，BPIIBPI之間是熱彈性馬氏體相變過程。利用藍相液晶的非擴散相變特徵，製備出大色塊多疇藍相液晶膜，實現了60 μm晶疇的微區激光和溫度可調控二進制三進制二進制碼。此外，科研人員以BPIIBPI熱彈性馬氏體相變為模型，證明熱彈性馬氏體相變過程具有兩步轉變過程。
論文通訊作者為王京霞和鄭致剛，論文第一作者為理化所研究生劉捷。研究工作得到科技部納米科技重點專項、國家自然科學基金面上項目的支持。
論文鏈接
圖1.藍相液晶相變過程中織構的演變，聚合物穩定藍相液晶在Stage IV具有-190-340 ℃的溫度穩定性
圖2.透射電子顯微鏡（TEM）和同步輻射小角X射線衍射（Syn-SAXS）表徵單相的BPI和BPII
圖3.TEM和Syn-SAXS表徵Stage IV中核殼結構的BPII/BPI，BPIII/BPI，和BPIII/BPII晶界
圖4.非擴散相變中晶面關係的角度分辨微區光譜（ARM）測試和模擬
圖5.二進制/三進制二維碼
圖6.溫度可調二進制/三進制二維碼防偽應用
圖7.熱彈性馬氏體相變過程中的帶邊激光研究