Transición orientativa en un cristal líquido desencadenada por el crecimiento termodinámico de las húmedas interfaciales

El objetivo general de este procedimiento es desencadenar una transición de orientación de un cristal líquido en respuesta a la temperatura. Y para caracterizar la transición. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo del cristal líquido, como los comportamientos termodinámicos de anclaje de superficies.

Y la ventaja de este protocolo es que la transición de orientación se puede visualizar claramente de esta manera continua. Y si las propiedades físicas involucradas pueden ser probadas sistemáticamente. Para comenzar este procedimiento, prepare un mililitro de solución de perfluoropolímero disolviendo el perfluoropolímero deseado en un solvente comercial en una proporción de uno a dos para asegurar películas uniformes de 0,5 a 1 micrómetro de espesor para el recubrimiento por centrifugación.

A continuación, lavar los sustratos de vidrio por sonicación a 42 kilohercios en un detergente alcalino. Luego, enjuague repetidamente cada sustrato con agua destilada. Después de enjuagar y secar los sustratos, sométalos a un limpiador de ozono UV durante 10 minutos.

Después de esto, gotee 20 microlitros de la solución de perfluoropolímero sobre cada sustrato de vidrio limpio. Centrifugar inmediatamente la solución a 3.500 rpm y temperatura ambiente durante 70 segundos. Luego, hornee la película a 80 grados centígrados durante 60 minutos para eliminar el solvente y a 200 grados centígrados durante 60 minutos para curar.

Aplique una resina fotocurable premezclada con partículas de vidrio del tamaño de un micrómetro a uno de los sustratos de vidrio recubiertos con película. Luego, coloque un segundo sustrato de vidrio recubierto de película encima del primer sustrato y use una lámpara LED con una longitud de onda de 365 nanómetros para pegar los dos sustratos. A continuación, introduzca de 0,2 a 10 microlitros de CCN47 en cada una de las células LC preparadas utilizando una espátula bajo fuerza capilar a una temperatura superior a la temperatura de transición de fase nemática isotrópica.

Ahora, observe las células LC bajo microscopía óptica polarizada con lentes de objetivo de cuatro a 100X junto con una etapa caliente para controlar la temperatura de la muestra con una precisión de más o menos 0,1 Kelvin. Usando una cámara digital a color, grabe las texturas en más de cinco cuadros, a intervalos uniformes por Kelvin, tanto al enfriar como al calentar en el rango de 291 a 343 Kelvin. Para la espectroscopia dieléctrica, prepare una celda LC con electrodos ITO soldando alambre conductor a cada sustrato.

Para medir la capacitancia de las celdas LC, conecte las celdas a los terminales de un analizador de fase de ganancia de impedancia comercial. A continuación, mida la dependencia del tiempo de la capacitancia de las celdas LC cada cinco minutos con el analizador. Para el análisis HR-DSC, coloque las células LC en un HR-DSC casero para ser examinadas.

Realice mediciones con velocidades de escaneo de 0,05 a 0,10 Kelvin por minuto para mejorar el poder de resolución a temperatura mínima. Aquí se muestra la evolución de la textura realizada por microscopía óptica polarizada y mediciones de espectroscopía dieléctrica durante la transición orientacional del estado orientativo plano al vertical durante el enfriamiento y el calentamiento. Al enfriarse, la orientación plana está justo por debajo de la temperatura de transición nemática isotrópica.

Con la apariencia de texturas Schlieren de dos y cuatro pinceles. Al recocer o enfriar aún más, el campo de visión se oscurece por completo, lo que sugiere la finalización de la transición de orientación. Aquí se muestran los datos HR-DSC que representan el flujo de calor a través de la muestra en función de la temperatura y el tiempo.

La variación del flujo de calor con los datos de tiempo se utilizó para analizar el exponente de Avrami después de la transición orientacional. El rasante incide en los patrones de difracción de rayos X en la geometría de las gotas y en la geometría de la célula C2 LC a varias temperaturas. Demostrar el pedido a corto plazo de láminas de humectación cuasi-esmécticas.

Con estructuras de capas formadas cerca de la superficie. Incluso en el rango de temperatura de los estados de orientación planas, persisten láminas de humectación cuasi-esmécticas, lo que indica que la condición de orientación de la superficie está frustrada. El rango de histéresis es consistente con el rango de histéresis confirmado por microscopía óptica polarizada y espectroscopía dieléctrica, lo que sugiere que la transición de orientación se desencadena por el crecimiento de la lámina cuasi-esméctica a-humectante.

Por lo tanto, una vez dominado, la observación de la transición de orientación se puede realizar en cuatro horas si los procedimientos de preparación se realizan correctamente. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos como la microscopía confocal fluorescente y el análisis óptico no lineal para responder a preguntas adicionales, como la distribución especial de las orientaciones del director de cristal líquido. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la ciencia de superficies de cristales líquidos exploraran los vínculos entre las estructuras microscópicas cercanas a las superficies y las estructuras y propiedades microscópicas.

Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo preparar una muestra para observar la transición de orientación y cómo caracterizar las propiedades físicas importantes.