液晶盒系统的全原子分子动力学模拟研究
随着经济的快速发展，有关液晶的应用已深入到人们生活的各个方面,人们对液晶显示性能的要求也越来越高。为此，对于液晶材料性质进行更深层次的研究显得非常必要。然而，由于实验条件的限制，在分子水平上对液晶进行微观的研究依然面临很大困难，人们迫切需要新的理论和研究方法。利用计算机对液晶分子进行分子动力学模拟从而研究液晶材料的相关性质为节省成本，提高效率，预测材料性质提供了可能。这种方法是从微观角度对液晶分子进行观察和分析，并由此统计出液晶系统的宏观性质。本文采用分子动力学模拟方法研究液晶盒系统在电场作用下的响应行为。研究的液晶材料为向列相5CB液晶，5CB分子模型为全原子分子模型。基板为单层石墨碳板。按照5CB液晶材料的实际密度将720个5CB分子填充在两个平行的基板之间构成液晶盒模型。液晶盒模型的尺寸大小为5.861nm×4.23nm×11.9 nm，模拟温度为300K。在两基板间加不同的电压分别进行分子动力学模拟，分析各电压下液晶分子的取向行为。我们统计出了各电压下不同层指向矢随层数变化的规律以及中间层液晶分子的指向矢随电压变化的规律。所得到的结果与宏观的实验结果在主要特征上吻合得很好，且数值上非常接近。这些结果表明，我们建立的液晶系统的微观模型是合理的。由于我们的分子模型是全原子模型，液晶分子在电场作用下的响应行为的各种微观细节都已经包含在模拟的轨迹之中了。这为更加深入、细致地研究液晶材料的性能提供了基础。
液晶盒系统;电场作用;分子动力学模拟;响应行为
河北工业大学
硕士
理论物理
纪青
2013
中文
TN104.3
40
2015-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）