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有限的非球面空間中創造長壽命的拓撲結構液晶（LCs），在歷代結構和拓撲物理基礎研究中具有重要意義。然而，由于LCs的流體性質和瞬態非球面的不穩定拉伸狀態，其研究仍面臨很大的挑戰。在此，本論文通過氧化石墨烯（GO）水性液晶滴落撞擊組裝法（DIA），制備出一系列豐富的非球面幾何拓撲結構。通過凝膠浴捕獲各種高度彎曲的非球形LCs，在三維空間中產生不平衡但可長期存在的宏觀拓撲結構。對DIA過程的流體動力學進行研究，結果表明LCs的剪切稀化流體行為和停滯的GO排列有助于豐富DIA的拓撲。與其他傳統線性聚合物（如藻酸鹽）相比，在GO LCs的成形行為基礎上，本論文進一步擴展了DIA方法，以設計更復雜且高度可控的功能性復合材料和混合物。因此，這項工作展現了大規模生產具有豐富拓撲結構和定制組成均勻各向異性材料的潛力。
Figure 1. DIA組裝GO LC結構。(a)滴落撞擊組裝法示意圖。DIA制備的（b）水母狀和（c）榛果狀液晶組裝體照片。(d)在不同高度和濃度下得到的液晶組裝體形貌照片。(e)根據(d)繪制的GO制備相圖。
Figure 2. DIA制備的不同形狀的 GO LC：(a)淚滴狀；(b)榛果狀；(c)碗狀；(d, f) 水母狀，(e)向日葵狀。
Figure 3. DIA中高度的影響。（a）用于跟蹤GO LCs中DIA高速成像的偏振器組合裝置示意圖。（b）GO從不同高度下降的高速圖像。
Figure 4. GO濃度的影響。從（a）60 mm和（b）5 mm高度撞擊過程的GO高速圖像和滴落過程示意圖。
Figure 5. GO和藻酸鹽的不同成形能力。（a）GO，GO-藻酸鹽混合物和藻酸鹽的高速成像和POM圖。（b）穩定的剪切粘度和（c）不同GO質量分數和高度的GO-藻酸鹽復合材料的光學圖像。
Figure 6. 各向異性復合液晶組裝體。（a-c）不同排列方式的GO-海藻酸鹽復合組裝體。（d）具有磁性的異形復合組裝體。
Figure 7.GO LCs中DIA控制形狀的Weber數閾值。
相關研究成果于2019年浙江大學高超課題組，發表在ACS Nano （DOI: 10.1021/acsnano.9b03926 ）上。原文：Nonsphere Drop Impact Assembly of Graphene Oxide Liquid Crystals
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