Orientationaler Übergang in einem Flüssigkristall, der durch das thermodynamische Wachstum von Grenzflächenbetonplatten ausgelöst wird

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, einen Orientierungsübergang eines Flüssigkristalls in Abhängigkeit von der Temperatur auszulösen. Und um den Übergang zu charakterisieren. Diese Methode kann helfen, Schlüsselfragen im Flüssigkristallfeld zu beantworten, wie z. B. das Verhalten der thermodynamischen Oberflächenverankerung.

Und der Vorteil dieses Protokolls ist, dass der Orientierungsübergang auf diese kontinuierliche Weise klar visualisiert werden kann. Und ob die damit verbundenen physikalischen Eigenschaften systematisch untersucht werden können. Um dieses Verfahren zu beginnen, bereiten Sie einen Milliliter Perfluorpolymerlösung vor, indem Sie das gewünschte Perfluorpolymer in einem handelsüblichen Lösungsmittel in einem Verhältnis von eins zu zwei auflösen, um gleichmäßige Filme von 0,5 bis 1 Mikrometer Dicke für die Schleuderbeschichtung zu gewährleisten.

Anschließend werden die Glassubstrate durch Beschallung bei 42 Kilohertz in einem alkalischen Reinigungsmittel gewaschen. Spülen Sie dann jedes Substrat wiederholt mit destilliertem Wasser ab. Nach dem Spülen und Trocknen der Untergründe 10 Minuten lang UV-Ozonreiniger aussetzen.

Anschließend tropfen Sie 20 Mikroliter der Perfluorpolymerlösung auf jedes gereinigte Glassubstrat. Die Lösung sofort bei 3.500 U/min und Raumtemperatur 70 Sekunden lang schleudern. Dann backen Sie die Folie 60 Minuten lang bei 80 Grad Celsius, um das Lösungsmittel zu entfernen, und 60 Minuten lang bei 200 Grad Celsius zum Aushärten.

Tragen Sie ein lichthärtendes Harz, das mit mikrometergroßen Glaspartikeln vorgemischt ist, auf eines der filmbeschichteten Glassubstrate auf. Legen Sie dann ein zweites filmbeschichtetes Glassubstrat auf das erste Substrat Und verwenden Sie eine LED-Lampe mit einer Wellenlänge von 365 Nanometern, um die beiden Substrate miteinander zu verkleben. Als nächstes führen Sie 0,2 bis 10 Mikroliter CCN47 in jede der vorbereiteten LC-Zellen ein, wobei ein Spatel unter Kapillarkraft bei einer Temperatur höher als die isotrope nematische Phasenübergangstemperatur

Beobachten Sie nun die LC-Zellen unter polarisierender optischer Mikroskopie mit vier bis 100-fachen Objektiven in Verbindung mit einem heißen Tisch, um die Probentemperatur mit einer Genauigkeit von plus oder minus 0,1 Kelvin zu steuern. Nehmen Sie mit einer digitalen Farbkamera die Texturen in mehr als fünf Bildern in gleichmäßigen Abständen pro Kelvin auf, sowohl beim Abkühlen als auch beim Erhitzen im Bereich von 291 bis 343 Kelvin. Bereiten Sie für die dielektrische Spektroskopie eine LC-Zelle mit ITO-Elektroden vor, indem Sie den Anschlussdraht auf jedes Substrat löten.

Um die Kapazität der LC-Zellen zu messen, verdrahten Sie die Zellen mit den Anschlüssen eines kommerziellen Phasenanalysators mit Impedanzverstärkung. Messen Sie dann alle fünf Minuten die Zeitabhängigkeit der Kapazität der LC-Zellen mit dem Analysator. Für die HR-DSC-Analyse legen Sie die LC-Zellen zur Untersuchung in ein selbstgemachtes HR-DSC.

Führen Sie Messungen mit Abtastraten von 0,05 bis 0,10 Kelvin pro Minute durch, um das Auflösungsvermögen der Mindesttemperatur zu erhöhen. Die Entwicklung der Textur durch polarisierende optische Mikroskopie und dielektrische Spektroskopie-Messungen während des Orientierungsübergangs vom planaren in den vertikalen Orientierungszustand während des Abkühlens und Erhitzens wird hier dargestellt. Beim Abkühlen liegt die planare Orientierung direkt unter der isotropen nematischen Sprungtemperatur.

Mit dem Aussehen von Schlierentexturen mit zwei und vier Pinseln. Durch Glühen oder weiteres Abkühlen wird das Sichtfeld vollständig dunkel, was auf die Vollendung des Orientierungsübergangs hindeutet. Hier sind HR-DSC-Daten dargestellt, die den Wärmefluss durch die Probe in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit darstellen.

Die Variation des Wärmeflusses mit den Zeitdaten wurde verwendet, um den Avrami-Exponenten nach dem Orientierungsübergang zu analysieren. Streifende Einfälle Röntgenbeugungsmuster in der Tröpfchengeometrie und in der C2-LC-Zellgeometrie bei verschiedenen Temperaturen. Demonstration der Kurzstreckenordnung von quasi-smektischen a-Benetzungsschichten.

Mit oberflächennah ausgebildeten Schichtstrukturen. Selbst im Temperaturbereich der planaren Orientierungszustände bleiben quasi-smektische a-Benetzungsschichten bestehen, was darauf hindeutet, dass die Oberflächenorientierungsbedingungen vereitelt sind. Der Hysteresebereich stimmt mit dem Hysteresebereich überein, der durch polarisierende optische Mikroskopie und dielektrische Spektroskopie bestätigt wurde, was darauf hindeutet, dass der Orientierungsübergang durch das Wachstum der quasi-smektischen a-Benetzungsschicht ausgelöst wird.

Einmal gemeistert, kann die Beobachtung des Orientierungsübergangs in vier Stunden durchgeführt werden, wenn die Vorbereitungsverfahren richtig durchgeführt werden. Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie die konfokale Fluoreszenzmikroskopie und die nichtlineare optische Analyse durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, wie z.B. die spezielle Verteilung der Orientierungen des Flüssigkristalldirektors. Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der Oberflächenforschung von Flüssigkristallen, um Verbindungen zwischen den mikroskopischen Strukturen in der Nähe von Oberflächen und den mikroskopischen Strukturen und Eigenschaften zu erforschen.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine Probe vorbereiten, um den Orientierungsübergang zu beobachten und wie Sie die wichtigen physikalischen Eigenschaften charakterisieren.