一种用于快速和低压彩色调制的电化学胆固醇液晶器件

众所周知，胆固醇液晶具有明亮的反应颜色，快速调色对于下一代反射显示器的发展非常重要。我们的方法实现了最快的色彩调制，为胆固醇液晶实现了有史以来最低的工作电压。关键是 FcD 。

手性多普剂与氧化还原反应的重面扭曲力量。演示这个程序的将是博士后 Tokunaga 和来自我们实验室的研究生曾孟燕。要开始制备胆固醇液晶混合物，请将84.6毫克的5OCB和5.922毫克的FcD放入10毫升玻璃瓶中。

在单独的小瓶中，在10毫升二氯甲烷中溶解12.9毫克的EMIm-OTf。将 2.1 毫升的 EMIm-OTf 溶液转移到液晶混合物中，通过轻轻摇动小瓶将组件混合好。然后，用铝箔盖住小瓶，用针打铝箔上的几个孔。

在 80 摄氏度下加热溶液一小时，蒸发大部分 DCM。将小瓶置于真空下，再加热一小时，取出剩余的 DCM，以获得透明橙色的液晶混合物。接下来，开始准备 ITO 玻璃，切割一块 10 比 10 毫米的玻璃，其图案为 ITO，形状为所需形状，10 比 12 毫米的标准 ITO 玻璃片。

将两块 ITO 玻璃放在稀释的表面活性剂中，无需触摸。将 60 毫升碱性表面活性剂溶液和 240 毫升超纯水混合在 500 毫升玻璃容器中。在稀释碱性表面活性剂中对板进行声波化30分钟。

然后，将表面活性剂去掉，然后用200毫升的超纯水冲洗盘子。执行此冲洗过程总共三次。用 300 毫升超纯水重新填充容器。

将盘子声化20分钟。然后把水去。用这种方式用超纯水总共清洗盘子三次。

最后，用氮气流擦干干净的盘子，并把它们储存在干净的一次性培养皿中。将盘子放在干净的干燥器中。为了开始制备细胞，通过称量在硝基甲烷中分散PEDOT60分钟，使0.7%的声波化，以确保聚合物的分散性良好。

然后，将清洁标准 ITO 玻璃固定到旋转涂布器上，然后用氮气吹枪清除 ITO 涂层表面的灰尘。小心地将 50 微升新鲜声波的 PEDOT 分散剂涂抹到 ITO 表面，并在 1000 RPM 转速下旋转板材 60 秒。之后，让涂层板在环境空气中静坐一小时。

接下来，将带图案的 ITO 板固定到装有人造丝布的摩擦机中。在氮气流下彻底擦擦 ITO 图案表面。然后，在无尘区域，将一滴光学胶粘剂与同样大小的 5 微米硅酸盐玻璃珠混合。

将 PEDOT 涂层板面朝上放在工作空间上。将约0.2立方毫米的胶粘剂混合物涂抹在板的一个狭窄一侧的每个角落。将两部分胶粘剂涂抹在离该侧 8 毫米远的地方，在板上形成 8 到 10 毫米的矩形。

将带图案的 ITO 板面朝下放在胶粘剂上，一条边沿 PEDOT 涂层板与跌落部分对齐，使板偏移约两毫米。轻轻按下单元格的角，实现板之间的均匀间隙，如细胞中边缘图案消失所示。用 365 纳米紫外线照射电池 20 秒以设置粘合剂。

在100摄氏度的热板上加热电池3小时，以完成胶粘剂固化。最后，通过超声波煎炒将装有电汇器夹的导电导线连接到每个板上裸露的 ITO 表面。使用绝缘胶带将玻璃电池的电线固定到显微镜幻灯片上，以便以后更容易处理。

在 80 摄氏度下加热 ITO 玻璃、小铲子和胆固醇液晶混合物 10 至 15 分钟。然后，快速将少量热胆固醇液晶混合物转移到板与加热铲之间的间隙。细胞将在大约60秒内通过毛细管动作填充。

一旦细胞充满，将级温度降至 37 摄氏度，并等待电池稳定在该温度下。轻轻按压液晶设备中心，以看到明亮的反射颜色，施加纯粹的力。然后，将设备放在数字光学显微镜下的热舞台顶部，使设备朝向镜头的图案侧。

分别将带图案的和 PEDOT 涂层板连接到盆栽的正极和负端子。将盆栽配置为在应用 1.5 伏特 4 秒和 0 伏特（8 秒）之间交替应用。在循环电压时，使用数字显微镜观察和记录液晶设备的颜色变化。

接下来，设置一个UV-vis分光光度计，扫描800至300纳米的透射量。在样品舱中放入一个小插孔，以容纳热级。将液晶装置放在热板上以保暖，并获取空热阶段的背景测量。

然后，将设备加载回热阶段，并放置到光谱仪中，带图案的侧朝向光束。使用深色布盖住样品室门和导线之间的间隙。等待几分钟，使设备稳定在 37 摄氏度。

如有必要，调整热级的位置以最大限度地提高传输。然后，通过器件获取初始传输频谱。之后，对器件施加 1.5 伏特四秒钟，并立即获取传输频谱。

测量完成后，对器件施加 0 伏，8 秒钟，然后获取另一个频谱。最后，记录510纳米的透射百分比，同时将电压循环在1.5伏特之间，循环4秒和0伏特，8秒5次。掺杂着奇性铁氧体双磷复数的胆固醇液晶，出现明亮的蓝色，反射带以467纳米为中心。

将 1.5 伏特应用于与液晶溶液接触的 ITO 电极，将反射带转移到 485 纳米的中心。氧化的胆固醇液晶在未氧化的蓝色环境中出现明亮的青色到绿色。反射带在电极上施加 0 伏电压后移回 467 纳米，并相应地恢复蓝色反射颜色。

由于方向障碍的增加，由于重复循环，传输率略有下降，但通过对设备施加纯粹的力来修复。颜色从蓝色到青色在 0.4 秒内发生，返回变化需要 2.7 秒。或者应用 1.5 伏特 0.5 秒，在 5 秒内应用 0 伏，导致电极闪烁。

尝试该过程时，组装单元格时请注意。单元格的质量决定了设备的显示图像的质量。您可以使用循环电压测量确定用于操作器件的适当电压范围。

电子光谱的X射线可以证实液晶材料中氧化部分的出现。通过精确调整氧化还原反应性奇罗尔多普丹和其他成分的化学结构，我们可以开发新型的反射显示器，如全彩电子纸。进一步研究我国甲醇多普的机理，可以深化胆汁液晶的基础研究，其中奇罗尔诱导的分子机制尚不清楚。