Name: Kontrastreich und schnelles photorheologisches Schalten eines Twist-Bend Nematic Flüssigkristalls (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-31T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: Erfahren Sie die Charakterisierung viskoelastischer Eigenschaften von Flüssigkristallen mit photorheologischem Schaltverhalten. Diese Methode ermöglicht Echtzeitmessungen unter Lichtstimuli für die Materialwissenschaft.

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Diese Arbeit wurde durch das bilaterale gemeinsame Forschungsprojekt HAS-JSPS unterstützt. Die finanzielle Unterstützung durch die Zuschüsse NKFIH PD 121019 und FK 125134 wird anerkannt.

1. Herstellung von geriebenen Oberflächen zur planaren Ausrichtung von LC-Molekülen
<ol><li>Bereiten Sie saubere Glassubstrate vor.<ol>
<li>Schneiden Sie Glassubstrate mit einem diamantbasierten Glasschneider(Materialtabelle) in kleine quadratische Stücke mit Durchschnittsgrößen von 1 cm x 1 cm. Waschen Sie sie durch Beschallung bei 38 kHz oder 42 kHz in einem alkalischen Waschmittel(Materialtabelle, in Wasser verdünnt Waschmittel: Wasservolumenverhältnis von 1:3) und mit destilliertem Wasser wiederholt abspülen (typischerweise mehr als 10x mit 5 min Beschallung pro Spülung).</li>
		<li>Untersetzen Sie die Substrate für mehr als 10 min ultraviolettem Ozon (UV-O3) Reiniger (Materialtabelle).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Mantel planare Ausrichtungsschicht auf saubere Glassubstrate.<ol>
<li>Mit einer Pipette auf die gereinigten Glassubstrate tropfen 20 l von 1 ml einer polyimidplaniden planaren Ausrichtungslösung(Tabelle der Materialien, verwendet wie sie ist). Sofort die Lösung mit einem Spincoater (Materialtabelle) bei 3.000 U/min und Raumtemperatur (RT) für 70 s beschichten. HINWEIS: Die typische Dicke der Ausrichtungsschicht beträgt ca. 20 nm.</li>
		<li>Backen Sie die beschichteten Glassubstrate bei 80 °C für 60 min, um das Lösungsmittel zu entfernen und bei 180 °C für >60 min für die Aushärtung. Reiben Sie die Substrate mit einer Rayon-Tuch-Reibmaschine (Materialtabelle) mit den folgenden Parametern: Drehzahl = 300 U/min, Plattendrehzahl = 20 mm/s und Abdruck = 0,3 mm, um eine uniaxiale Ausrichtung von LC-Materialien zu realisieren.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Herstellung von LC-Zellen
<ol><li>Legen Sie ein mit der Ausrichtungsschicht beschichtetes Glassubstrat auf ein anderes Substrat mit den Ausrichtungsschichten von Angesicht zu Angesicht, und stellen Sie sicher, dass sie zu 80 % überlappend sind, um eine Zelle zu bilden. HINWEIS: Die 20 % nicht überlappenden Oberflächen sind für die Einführung von LC-Materialien in die Zelle zu verwenden.</li>
	<li>Legen Sie 100 l eines photoreaktiven Klebstoffs (Materialtabelle) und 0,1 mg mikrometergroßes Glaspartikel (Durchmesser = 5 m) auf ein sauberes Glassubstrat und mischen Sie sie manuell mit der Spitze einer Büroklammer. Verschieben Sie das Mischmaterial auf vier Ecken der Zelle, um den Zellspalt einzustellen und die Zelle mit einer Niederdruck-Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe (Materialtabelle) mit einer Wellenlänge von 365 nm (1,1 W/cm2)zu beleuchten. Platzieren Sie die Zelle in einem Abstand von 1 cm für 5 min unter die LED-Lampe.</li>
	<li>Legen Sie die Zelle nach der Beleuchtung auf eine heiße Stufe und stellen Sie die Zieltemperatur der Stufe ein, um die Zelle auf eine Temperatur über dem isotrope Flüssigkeits-(I)-nematischen (N)-Phasenübergang (typischerweise bei 160 °C) zu erwärmen. Übertragen Sie das LC-Material (1-[4-Butoxyazobenzen-4'-yloxy]-6-[4-cyanobiphenyl-4' yl]hexan; CB6OABOBu; 0,2 bis 10,0 L) auf eine offene Oberfläche der Zelle und schieben Sie die Materialien mit einem Mikrospatzen zum Zelleingang, um den Kontakt zwischen dem LC-Material und dem Eingang der Zelle zu erhalten. Warten Sie, bis die LC-Materialien mit Kapillarkraft in die Zelle gefüllt werden. HINWEIS: CB6OABOBu hat eine Phasensequenz: Cry 100.3 °C TB 105.2 °C N 151.7 °C I beim Erhitzen und I 151.4 °C N 104.5 °C TB 83 °C Cry beim Kühlen. Führen Sie CB6OABOBu nicht in die N-Phase oder TB-Phase ein, da die strömungsinduzierte Ausrichtung gefördert wird.</li>
</ol>3. Texturcharakterisierung durch Polarisieren der optischen Mikroskopie
<ol><li>Beobachten Sie die LC-Zellen, die auf der heißen Bühne platziert werden, um die Probentemperatur (40 bis 180 °C) mit einer Genauigkeit von 0,1 K unter einem polarisierenden Lichtmikroskop (POM, Materialtabelle) mit 4x-100x Objektiven zu steuern. Zeichnen Sie Texturen mit einer digitalen Farbkamera sequenziell während des Kühlens und Erhitzens auf.</li>
	<li>Verwenden Sie einen UV-Epi-Illuminator (Materialtabelle) auf dem POM mit einer Wellenlänge von 365 nm (50 mW/cm2) ausgestattet.</li>
</ol>4. Photorheologische Messungen
<ol><li>Vorbereitung rheologischer Messungen.<ol>
<li>Vor dem Aufstellen einer Probe auf die Stufe des Rheometers (Materialtabelle) führen Sie eine Geometrieträgheitskalibrierung und eine Nullspaltkalibrierung durch, die von einer Software gemäß den Anweisungen des Herstellers gesteuert wird, um die Genauigkeit der rheologischen Studie zu gewährleisten. . Wiegen Sie 250 mg der CB6OABOBu Pulverprobe und laden Sie sie auf die Quarzgrundplatte des Rheometers. HINWEIS: Für die vorliegende Studie wird eine Platte mit einem Durchmesser von 50 mm verwendet.</li>
		<li>Stellen Sie die Temperatur der Probenkammer auf einen Wert über dem I-N-Phasenübergangspunkt (>160 °C) ein. Legen Sie einen Spaltwert fest, um sich der Messplatte an die Basisquarzplatte zu nähern, um die Probe zu vernachlten (typischer Spaltwert = 20 m). Trimmen Sie überschüssige Probe (z. B. mit Papiertüchern), die außerhalb des Spalts liegt, wenn die Messplatte an der Trimmposition stoppt, die 25 m über dem Zielspalt liegt. HINWEIS: Lassen Sie nicht zu, dass überschüssige Menge an CB6OABOBu in die Probenkammer eingeführt wird, da dies die Messungen ungenau macht.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Führen Sie rheologische Messungen durch.<ol>
<li>BEstrahlen Sie UV-Licht bei 365 nm (1x 100 mW/cm2 ), Messung der photorheologischen Schaltung von CB6OABOBu mit der Hochdruck-Quecksilberdampf-Kurzlichtbogenlampe. HINWEIS: Das Licht wird unter dem Probenbehälter durch die Quarzplatte geführt.</li>
		<li>Führen Sie Messungen im Oszillatormodus 1 durch, um dynamische Wiederherstellungsinformationen des Materials zu extrahieren, und 2) stetigen Rotationsmodus zur Erzielung einer effektiven Rotationsviskosität. Für Messungen im Rotationsmodus wenden Sie eine konstante Scherspannung von 13 Pa auf die Probe an, um sicherzustellen, dass die Messung im Newtonschen Regime durchgeführt wird. HINWEIS: Die Auswahl der Modi erfolgt durch eine Software gemäß den Anweisungen des Herstellers.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Photo-Differential-Scanning-Kalorimetrie
<ol><li>Wiegen Sie 10 mg CB6OABOBu Pulverprobe und laden Sie sie in eine Golddifferential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) Pfanne. Erhitzen Sie die Probe in der isotrope Phase auf 170 °C und stellen Sie sicher, dass es keine inhomogene Probenverteilung in der DSC-Pfanne gibt, wie sie mit bloßem Auge beobachtet wird. Bedecken Sie die DSC-Pfanne mit einer Quarzplatte.</li>
	<li>Durchführung von Foto-DSC-Messungen gemäß den Anweisungen des Herstellers (Materialtabelle). Messen Sie DSC-Daten bei einem Scan von 10 °C/min. HINWEIS: Die Foto-DSC-Maschine ist mit einer UV-Lichtintensität von 50 mW/cm2ausgestattet.</li>
</ol>6. Röntgenbeugungscharakterisierung
<ol><li>Die Pulverprobe CB6OABOBu mit der heißen Stufe bei 170 °C erhitzen und die Probe mit Kapillarkraft in eine XRD-Kapillare (Durchmesser = 0,5 mm) saugen.</li>
	<li>Befestigen Sie die Kapillare an einem Probenhalter, der mit einem Temperaturregler ausgestattet ist. Stellen Sie die Kammertemperatur (60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C und 170 °C für jede Röntgenbeugungsmessung ein).</li>
	<li>Bestrahlen Sie die Probe per Röntgen und detektieren Sie die diffrierten Röntgenstrahlen durch einen Detektor ohne UV-Bestrahlung und unter einer UV-Lichtintensität von 10 mW/cm2 für 1 min und 10 min. HINWEIS: Die aktuelle Studie wurde in RIKEN Beamline BL45XU durchgeführt. Die Lichtquelle war der SPring-8 Standard-In-Vakuum-Undulator. Zur Monochromatisierung des Strahls wurde ein flüssiger stickstoffgekühlter Si-Doppelkristallmonochromator verwendet. Die Wellenlänge war 1 °</li>
</ol>

<ol><li>Grindy, S. C., Holten-Andersen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-inspired+metal-coordinate+hydrogels+with+programmable+viscoelastic+material+functions+controlled+by+longwave+UV+light%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Bio-inspired metal-coordinate hydrogels with programmable viscoelastic material functions controlled by longwave UV light.</a> Soft Matter. 13, 4057-4065 (2017).</li>
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<li>Cho, M. Y., Kim, J. S., Choi, H. J., Choi, S. B., Kim, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraviolet+light-responsive+photorheological+fluids%3A+as+a+new+class+of+smart+fluids%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Materials+and+Structures%22%5BJournal%5D)">Ultraviolet light-responsive photorheological fluids: as a new class of smart fluids.</a> Smart Materials and Structures. 26, 1-8 (2017).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Wie aus Abbildung 1hervorgeht, ist CB6OABOBu ein fotoresponsives Material mit I-, N-, TB- und Cry-Phasensequenzen beim Abkühlen. Da sich die lokale Reihenfolge dieser Phasen erheblich unterscheidet, wird erwartet, dass die photogesteuerte Umschaltung rheologischer Eigenschaften einen guten viskoelastischen Kontrast aufweist. Um dies quantitativ zu untersuchen, wurden photorheologische Messungen durchgeführt.
Zunächst betrachten wir die rheologischen Daten, die im ...

Intelligente mechanische Materialien, die ihre viskoelastischen Eigenschaften als Reaktion auf Umweltschwankungen verändern können, haben bei den Forschern ein enormes Interesse geweckt. Die Umschaltbarkeit gilt als wichtigster Materialfaktor, der eine robustheit der repetitiven mechanischen Reaktion in lebenden Organismen bietet. Bis heute wurden künstlich schaltbare Materialien mit vielseitigen Funktionen durch den Einsatz von weicher Materie (z. B. photoresponsive Hydrogele1,2,3, Polymere4,5, 6,7,8,9,10,11, Flüssigkristalle [LCs]9,10,11, 12,13,14,15,16,17, pH-responsive Mizellen18,19,20 ,21,22und Tenside23). Diese Materialien leiden jedoch unter mehr als einem der folgenden Probleme: mangelnde Reversibilität, geringes Schaltkontrastverhältnis der Viskoelastizität, geringe Anpassungsfähigkeit und langsame Schaltgeschwindigkeit. Bei herkömmlichen Werkstoffen besteht ein Kompromiss zwischen dem Schaltkontrastverhältnis viskoelastizität und der Schaltgeschwindigkeit; Daher ist die Konstruktion von Materialien, die alle diese Kriterien mit hoher Leistung abdecken, eine Herausforderung. Um Materialien mit der oben genannten Allfähigkeit zu realisieren, ist die Auswahl oder Konstruktion von Molekülen, die auftauchende Naturen sowohl von hoher Fließfähigkeit (viskose Eigenschaft) als auch Steifigkeit (elastische Eigenschaft) tragen, unerlässlich.
Flüssigkristalle sind ideale Systeme mit einer potenziell großen Anzahl flüssiger kristalliner und fester Phasen, die durch molekulares Design abgestimmt werden können. Dies ermöglicht selbstgebaute Strukturen in unterschiedlichen Längenskalen in bestimmten LC-Phasen. Während beispielsweise hochsymmetrische nematische LCs (NCS) aufgrund ihrer räumlichen Anordnung mit geringem Umfang eine niedrige Viskosität und Elastizität aufweisen, weisen kolosarische oder smectische LCs eine hohe Viskosität und Elastizität aufgrund ein- und zweidimensionaler Langbereichs- Periodizitäten. Wenn LC-Materialien zwischen zwei Phasen mit großen Unterschieden in ihren viskoelastischen Eigenschaften umgeschaltet werden können, kann ein viskoelastisches intelligentes Material mit hoher Leistung erreicht werden. Einige Beispiele wurden berichtet9,10,11,12,13,14,15.
Dieser Artikel zeigt die Herstellung eines photorheologischen LC-Materials mit einer Phasensequenz isotroper (I)-nematischer (N)-Twist-Biege-Nematic (TB)24-Kristall(Cry) beim Abkühlen (und umgekehrt beim Erhitzen), das schnell und reversibel aufweist. viskoelastische Schaltung als Reaktion auf Licht. Hier werden die Methoden zur Messung der Viskoelastizität und eine Darstellung der mikroskopischen Struktur-Viskoeelastizitätsbeziehung vorgestellt. Einzelheiten werden in den repräsentativen Ergebnissen und Diskussionsabschnitten beschrieben.

<table><tbody><tr><td>21-401-10</td><td>AS ONE</td><td></td><td>Microspatula</td></tr><tr><td>AL1254</td><td>JSR</td><td></td><td>Planares Ausrichtungsmittel für Flüssigkristalle</td></tr><tr><td>BX53P</td><td>Olympus</td><td></td><td>Polarisationsmikroskop mit Transmissions-/Epi-Illuminationseinheiten</td></tr><tr><td>Discovery DSC 25P</td><td>TI Instrumente</td><td></td><td>Photo-DSC-Geräte</td></tr><tr><td>Glasschneider PRO-1A</td><td>Sankyo</td><td></td><td>A Glasschneider auf Diamantbasis</td></tr><tr><td>HS82</td><td>Mettler Toledo</td><td></td><td>Heißtisch</td></tr><tr><td>MCR502</td><td>Anton Paar</td><td></td><td>Ein kommerzielles Rheometer</td></tr><tr><td>MRJ-100S</td><td>EHC</td><td></td><td>Reibmaschine</td></tr><tr><td>Norland Optical Adhesive 65, 81</td><td>Norland Products</td><td></td><td>Photoreaktive Adhäsionen</td></tr><tr><td>OmniCure S2000</td><td>Excelitas Technologies</td><td></td><td>Eine kommerzielle Hochdruck-Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe. Maximal 70 mW/cm^2.</td></tr><tr><td>PILATUS 6M</td><td>Dectris</td><td></td><td>Hybrider Photonenzähldetektor für die Röntgenbeugungserkennung</td></tr><tr><td>S1126</td><td>Matsunami Glas</td><td></td><td>Glassubstrat</td></tr><tr><td>SC-158H</td><td>EHC</td><td></td><td>Spin Coater</td></tr><tr><td>SCAT-20X</td><td>DKS</td><td></td><td>Alkalisches Reinigungsmittel</td></tr><tr><td>SLUV-4</td><td>AS ONE</td><td></td><td>Niederdruck-Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe</td></tr><tr><td>UV-208</td><td>Technovision</td><td></td><td>Reiniger für ultraviolettes Ozon (UV-O3)</td></tr></tbody></table>

kontrastreich und schnelles photorheologisches schalten eines twist-bend nematic flüssigkristalls

High-Contrast and Fast Photorheological Switching of a Twist-Bend Nematic Liquid Crystal

Intelligente viskoelastische Materialien, die auf spezifische Reize reagieren, gehören zu den attraktivsten Materialklassen, die für zukünftige Technologien wichtig sind, wie z. B. schaltbare Haftungstechnologien auf Abruf, Aktoren, molekulare Kupplungen und nano-/mikroskopische Masse. Transporter. Kürzlich wurde festgestellt, dass durch einen speziellen Fest-Flüssig-Übergang rheologische Eigenschaften signifikante Veränderungen aufweisen können, wodurch geeignete intelligente viskoelastische Materialien zur Verfügung gestellt werden. Das Entwerfen von Materialien mit einer solchen Eigenschaft ist jedoch komplex, und die Schaltzeiten nach vorne und rückwärts sind in der Regel lang. Daher ist es wichtig, neue Arbeitsmechanismen zu erforschen, um Fest-Flüssig-Übergänge zu realisieren, die Schaltzeit zu verkürzen und den Kontrast der rheologischen Eigenschaften während des Schaltens zu verbessern. Hierbei wird ein lichtinduzierter kristall-flüssiger Phasenübergang beobachtet, der sich durch Polarisationslichtmikroskopie (POM), Photorheometrie, Photodifferenzial-Scanning-Kalorimetrie (Photo-DSC) und Röntgenbeugung (XRD) auszeichnet. Der lichtinduzierte kristall-flüssige Phasenübergang weist Schlüsselmerkmale wie (1) schnelles Schalten von kristall-flüssigen Phasen für Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen und (2) ein hohes Kontrastverhältnis der Viskoelastizität auf. In der Charakterisierung ist POM vorteilhaft, wenn es darum geht, Informationen über die räumliche Verteilung von LC-Molekülausrichtungen anzubieten, die Art der im Material erscheinenden flüssigen kristallinen Phasen zu bestimmen und die Ausrichtung von LCs zu untersuchen. ermöglicht die Messung der rheologischen Eigenschaften eines Materials unter Lichtreizen und kann die photorheologischen Schalteigenschaften von Materialien aufdecken. Photo-DSC ist eine Technik zur Untersuchung thermodynamischer Informationen von Materialien in Dunkelheit und unter Lichtbestrahlung. Schließlich ermöglicht XRD das Studium mikroskopischer Strukturen von Materialien. Das Ziel dieses Artikels ist es, klar darzustellen, wie die diskutierten Eigenschaften eines photorheologischen Materials vorbereitet und gemessen werden können.

POM-Bilder, photorhäometrische Daten, Photo-DSC-Daten und XRD-Intensitätsprofile wurden bei Temperaturschwankungen und beim Strahlen von UV-Licht in der Dunkelheit gesammelt. Abbildung 1a,b stellt die Struktur von CB6OABOBu mit seiner Phasensequenz und möglichen Konformationen dar, die durch das MM2-Kraftfeld im Modellierungsprogramm optimiert werden (z.B. ChemBio3D).
Wenn sich CB6OABOBu im Transzustand befindet, treten zwei energieplausible Konfo...

Dieses Protokoll zeigt die Herstellung eines photorheologischen Materials, das eine feste Phase, verschiedene flüssige kristalline Phasen und eine isotrope Flüssigphase durch Temperaturerhöhung aufweist. Hier werden Methoden zur Messung der Strukturviskoelastizitätsbeziehung des Materials vorgestellt.

Kontrastreich und schnelles photorheologisches Schalten eines Twist-Bend Nematic Flüssigkristalls

Smart viscoelastic materials that respond to specific stimuli are one of the most attractive classes of materials important to future technologies, such ...

Dieses Protokoll erklärt, wie die viskoelastischen Dehneigenschaften von Flüssigkristallen charakterisiert werden können, und es hilft, wichtige Fragen zur Entwicklung neuer photorheologischer Materialien zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass die rheologischen Eigenschaften und relevanten strukturellen Eigenschaften unter Lichtreizen in Echtzeit gemessen werden können, was eine Aufzeichnung des photorheologischen Schaltverhaltens ermöglicht. Bevor Sie mit dem Verfahren beginnen, schneiden Sie mit einem Diamant-Glasschneider Glassubstrate mit einer durchschnittlichen Größe von einem Zentimeter und waschen Sie die Stücke mit 38 oder 42 Kilohertz in einem alkalischen Reinigungsmittel.Als nächstes spülen Sie die Substrate mit 10 fünfminütigen Waschungen mit Beschallung in frischem destilliertem Wasser pro Wäsche ab und unterziehen Sie die Substrate mindestens 10 Minuten UV-Ozon. Um eine planare Ausrichtungsschicht hinzuzufügen, verwenden Sie eine Pipette, um einen Milliliter einer polyamidplanaren Ausrichtungslösung in 20-Mikroliter-Tröpfchen auf jedes gereinigte Glassubstrat zu verteilen. Verwenden Sie sofort einen Spincoater, um eine etwa 20 Nanometer dicke Ausrichtungsschicht auf die Substrate zu drehen.Am Ende der Drehung die beschichteten Glassubstrate bei 80 Grad Celsius 60 Minuten backen, um das Lösungsmittel zu entfernen, gefolgt von einer Aushärtung für mindestens 60 Minuten bei 180 Grad Celsius. Dann verwenden Sie eine Rayon Tuch reibmaschine, um die Substrate an den entsprechenden Parametern zu reiben. Fügen Sie 100 Mikroliter eines photoreaktiven Klebstoffs und 0,1 Milligramm Glaspartikel mit fünf Mikrometern Durchmesser auf ein neues Glassubstrat und verwenden Sie die Spitze einer Büroklammer, um die Materialien zu mischen.Übertragen Sie das Mischmaterial auf vier Ecken der Glassubstratzelle, um den Zellspalt einzustellen, und verwenden Sie eine Niederdruck-Quecksilberdampf-Kurzlichtbogenlampe oder eine UV-Leitung, um die Zelle mit einer Wellenlänge von 365 Nanometern zu beleuchten. Legen Sie die Zelle nach der Beleuchtung auf eine heiße Stufe und stellen Sie die Zieltemperatur der Stufe ein, um die Zelle auf eine Temperatur über dem isotrope flüssigen nematischen Phasenübergang zu erwärmen. Am Ende des Phasenübergangs das gesamte 0,2 bis 10-Mikroliter-Flüssigkristallmaterial auf eine offene Oberfläche der Zelle übertragen.Verwenden Sie eine Mikrospatula, um die Materialien in Richtung des Zelleingangs zu schieben, um Kontakt zwischen dem Flüssigkristallmaterial und dem Eingang der Zelle zu erhalten. Warten Sie dann, bis das Flüssigkristallmaterial die Zelle mit Kapillarkraft füllt. Zur Texturcharakterisierung der Flüssigkristallzellen legen Sie die Proben auf die heiße Stufe, um die Probentemperatur mit einer Genauigkeit von plus oder minus 0,1 Kelvin unter einem polarisierenden Lichtmikroskop zu steuern.Verwenden Sie eine digitale Farbkamera und einen UV-Epi-Illuminator, um die Texturen während des Kühlens und Erhitzens mit und ohne UV-Bestrahlung sequenziell aufzuzeichnen. Für die rheologische Messung der Proben führen Sie zunächst Geometrieträgheit und Nullspaltkalibrierungen innerhalb der Software gemäß den Anweisungen des Herstellers durch. Dann wiegen Sie 250 Milligramm der pulverförmigen CB6OABOBu Probe ab.Als nächstes laden Sie die Probe auf die Basisquarzplatte des Rheometers und stellen Sie die Temperatur der Probenkammer auf einen Wert oberhalb des isotrop-nematischen Phasenübergangspunkts ein. Legen Sie dann einen Spaltwert fest, um sich der Messplatte an die Quarzplatte zu nähern, um die Probe einzuschließen. Verwenden Sie Papierlabortücher, um überschüssige Proben außerhalb des Spalts zu schneiden, wenn die Messplatte an der Trimmposition stoppt.Zur Durchführung der Messung bestrahlen Sie die Probe mit 365 Nanometern und messen die photorheologische Schaltung von CB6OABOBu mit der Hochdruck-Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe. In der nematischen Phase wird eine uniaxiale Ausrichtung der Moleküle realisiert. Bei der Senkung der Temperatur auf die Twist-Kurve in der Dunkelheit bildet sich ein gestreiftes Muster, in dem die Streifen parallel zur Reibrichtung der Flüssigkristallzelle verlaufen.Eine weitere Abnahme der Temperatur führt zu Kristallisation. Bestrahlung mit UV-Licht verändert die Konformation von einem Trans- in einen cis-Zustand, was zu Phasenvariationen und damit Texturvariationen führt, wobei das UV-Licht die gestreifte Textur in den uniaxial ausgerichteten Zustand der nematischen Phase transformiert, wenn von der Twist-Bend-Phase aus gestartet wird. Das Ausschalten des UV-Lichts ermöglicht es den Molekülen, sich zu entspannen und wieder in den Transzustand einzutreten, was zu einer Reformation der gestreiften Textur der Twist-Bend-Phase führt.Die Messung der effektiven Viskosität des CB6OABOBu unter verschiedenen Bedingungen zeigt die Temperaturabhängigkeit der effektiven Scherviskosität. Hierbei kann die Scherspannungsabhängigkeit der effektiven Scherviskosität bei unterschiedlichen Temperaturen im ersten und zweiten Durchlauf beobachtet werden. In diesem Diagramm wird die Variation zwischen der effektiven Scherviskosität angezeigt, die durch UV-Bestrahlung bei unterschiedlichen Temperaturen ausgelöst wird.Und diese Graphen veranschaulichen die Schaltkurven der effektiven Scherviskosität in einer Log-Skala bei zwei unterschiedlichen Temperaturen. Um zuverlässige Daten zu erhalten, ist es wichtig, das Rheometer direkt vor der Erfassung von Messungen zu kalibrieren. Eine Idee für zukünftige Studien zu lichtempfindlichen Dimern ist die Überprüfung eines Breitband-Dielektrikumsspektren, das Einen-Einblick in die molekulare Dynamik der verschiedenen Phasen und Beleuchtungsbedingungen geben könnte.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Chemistry

Chemie

Eine neuartige Methode wird vorgestellt zu synthetisieren und Programmhauptkette flüssigkristallinen Elastomeren unter Verwendung von im Handel erhältlichen Ausgangs Monomeren. Eine Vielzahl von thermomechanischen Eigenschaften wurde durch Einstellen der Menge an Vernetzer zugeschnitten, während die Betätigungsfunktion war abhängig von der Menge der aufgebrachten Belastung während des Programmierens.

Synthese von Programmierbare Hauptkettenflüssigkristalline Elastomere unter Verwendung eines Zwei-Stufen-Thiol-Acrylat-Reaktions

Wir demonstrieren die Herstellung von Flüssigkristallelastomeren (LCEs) auf Siloxan- und Epoxidbasis und LCE-Nanokompositen. Die LCEs werden in Bezug auf reversible Dehnung, Flüssigkristallordnung und Steifigkeit charakterisiert. Als mögliche Anwendung demonstrieren wir ihre Verwendung als formempfindliche Substrate in einem kundenspezifischen Gerät für aktive Zellkulturen.

Herstellung von Monodomäne Liquid Crystal Elastomere und Liquid Crystal Elastomer Nanokomposite

Hier stellen wir polymere 3D-Mikro-/Nanostrukturen her, in denen sowohl die Form als auch die molekulare Ausrichtung mit Hilfe von direktem Laserschreiben mit Genauigkeit im Nanometerbereich hergestellt werden können. Die lichtinduzierte Verformung verschiedener Arten von flüssigkristallinen Elastomer-Mikrostrukturen kann auf der mikroskopischen Skala gesteuert werden.

Freiform-Lichtaktoren - Herstellung und Steuerung der Betätigung in mikroskopischer Skala

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um einen Orientierungsübergang eines Flüssigkristalls in Abhängigkeit von der Temperatur auszulösen. Es werden Methoden für die Vorbereitung einer Probe beschrieben, um den Übergang und die detaillierte Übergangsentwicklung zu beobachten.

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

Das Ziel des Protokolls ist die Schaffung flüssig kristallinen Polymerfolien, die mechanisch unter kontinuierlicher Lichteinstrahlung schwingen kann. Wir beschreiben ausführlich die Konzeption der freistehende Filme, von der Flüssigkristall-Ausrichtungsmethode, um die Foto-Betätigung. Das experimentelle Protokoll angewendet, um dieses Material zu bereiten ist breit anwendbar.

Vorbereitung der Flüssigkristall-Netzwerke für makroskopische oszillierende Bewegung, die durch Licht induzierten

Hier präsentieren wir Ihnen die Protokolle der Differential-Erkennung Analysen der Zeitaufgelösten Infrarot-Schwingungs-Spektroskopie und Elektron Beugung die Beobachtungen der Deformationen der lokalen Strukturen rund um Photoexcited Moleküle in einem einspaltigen ermöglichen Flüssigkristall, indem er eine atomare Perspektive auf die Beziehung zwischen der Struktur und der Dynamik dieses photoaktiven Materials.

Neuartige Techniken zur Beobachtung von Strukturdynamik von Photoresponsive Flüssigkristallen

Dieser Artikel beschreibt den mikrofluidischen Prozess und Parameter zu betätigende Partikel aus flüssigen kristallenen Elastomere vorzubereiten. Dieser Prozess ermöglicht die Vorbereitung der Betätigung Partikel und die Variation der Größe und Form (aus Oblaten zu stark prolate, Kern-Schale und Janus Morphologien) sowie das Ausmaß der Betätigung.

Mikrofluidische Vorbereitung der flüssigen kristallenen Elastomer Aktoren

Ein Protokoll für die Herstellung von eine reflektierende cholesterischen flüssig kristallinen Anzeige Gerät mit einer Redox-responsive chiralen Dotierstoff erlaubt einen schnellen und Niedervolt-Betrieb präsentiert wird.

Eine elektrochemische cholesterischen flüssig kristallinen Gerät für schnelle und Niedervolt-Farbe Modulation

Untargeted metabolomics stellt eine Hypothese generieren Momentaufnahme eines metabolischen Profils. Dieses Protokoll wird zeigen, die Extraktion und Analyse von Metaboliten von Zellen, Serum oder Gewebe. Eine Reihe von Metaboliten werden mit flüssigem befragten-Flüssigphasenextraktion, Mikroströmungsfühler UltraPerformance Flüssigkeits-Chromatographie / hochauflösende Massenspektrometrie (UPLC-HRMS), gekoppelt mit Differential-Analyse-Software.

Untargeted Metabolomics aus biologischen Quellen Mit UltraPerformance Flüssigkeits-Chromatographie-hochauflösender Massenspektrometrie (UPLC-HRMS)

Die bakterielle Zellwand besteht aus Peptidoglycan, einem makromolekularen Netzwerk von Zuckersträngen, die durch Peptide vernetzt sind. Ultra Performance Liquid Chromatography bietet eine hohe Auflösung und Durchsatz für neuartige Entdeckungen der Peptidoglykan-Zusammensetzung. Wir präsentieren ein Verfahren zur Isolierung von Zellwänden (Sacculi) und deren anschließender Vorbereitung auf die Analyse über UPLC.

Isolierung und Vorbereitung von bakteriellen Zellwänden für die Kompositionsanalyse durch Ultra Performance Liquid Chromatographie

Erfahren Sie die Charakterisierung viskoelastischer Eigenschaften von Flüssigkristallen mit photorheologischem Schaltverhalten. Diese Methode ermöglicht Echtzeitmessungen unter Lichtstimuli für die Materialwissenschaft.

Kontrastreich und schnelles photorheologisches Schalten eines Twist-Bend Nematic Flüssigkristalls

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