Name: Un dispositivo cristalino líquido colestérico electroquímico para modulación de Color rápida y de baja tensión (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-27T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: Aprende a fabricar un dispositivo de cristal líquido colestérico con modulación de color rápida y baja tensión usando el dopante quiral FcD. Este protocolo avanza la tecnología de pantallas reflectantes.

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Agradecemos Dr. Keisuke Tajima del centro RIKEN para la emergente ciencia de materia valiosos debates. Una parte de este trabajo se llevó a cabo en la plataforma de caracterización de nanotecnología de avanzada de la Universidad de Tokio, apoyado por el Ministerio de educación, cultura, deportes, ciencia y tecnología (MEXT), Japón. Este trabajo fue apoyado financieramente por un JSP subvenciones para investigación científica (S) (18H 05260) sobre "Materiales funcionales innovadores basados en Ciencia Molecular Interfacial multi-escala" T.A. Y.I. es agradecido para un JSP subvenciones para difíciles Investigación exploratoria (16K 14062). S.T. agradece la beca de científico joven de JSP.

1. preparación de la mezcla de LC colestérico
<ol><li>Añadir 84,6 mg de 5OCB y 5,922 mg FcD19 (3,1% mol a 5OCB) en un frasco de vidrio limpio de 10 mL.</li>
	<li>Añadir 12,9 mg de EMIm-OTf y 10 mL de diclorometano (CH2Cl2) en un nuevo frasco de cristal limpio 10 mL y mezclar bien. Transferir 2,1 mL de la solución de la EMIm-OTf a la 5OCB - FcD-que contiene el frasco de cristal. Agite suavemente el frasco para mezclar bien todos los componentes.</li>
	<li>El frasco de cristal con una lámina de aluminio y hacer varios agujeros en la parte superior.</li>
	<li>Calentar la anterior CH2Cl2 solución 5OCB, FcD (3.1 mol % de 5OCB) y EMIm-OTf (5OCB 3.0 mol %) a 80 ° C en una campana bien ventilada. Después de 60 min, se evapora la mayor parte del CH2Cl2 . Este procedimiento es importante para asegurar una mezcla homogénea de los componentes.</li>
	<li>Evaporar el restante CH2Cl2 a presión reducida (~5.0 Pa) por bomba de vacío rotatoria de aceite a 80 ° C durante 60 min en la campana bien ventilada para obtener una mezcla clara naranja de LC.</li>
</ol>2. preparación de la célula de vidrio tipo sándwich ITO
<ol><li>Procedimiento de la ITO de limpieza vidrio revestido<ol>
<li>Cortar un vidrio de ITO con dibujos (10 cm x 10 cm, resistencia: ~ 30 Ω), que contiene 100 piezas de un electrodo designado a un tamaño más pequeño (10 mm x 10 mm) por un cortador de vidrio con punta de diamante, por lo que una sola pieza incluye un patrón del electrodo. Siempre verifique la resistencia de la superficie del cristal para saber qué lado es modelado con ITO usando, por ejemplo, multímetro digital (ITO patrón lado tiene baja resistencia).</li>
		<li>Cortar un vidrio completamente recubierto de ITO (10 cm × 10 cm, resistencia: ~ 30 Ω) a un tamaño más pequeño (10 mm x 12 mm) por un cortador de vidrio con punta de diamante. Una vez más, comprobar la resistencia de la superficie del cristal para saber de que lado está cubierto con ITO.</li>
		<li>Preparar una solución de lavado al mezclar 60 mL de Extran MA01 y 240 mL de agua ultrapura en un recipiente de vidrio (~ 500 mL). Remoje el anterior preparado placas de vidrio de ITO en la solución de fondo de tal manera que la superficie de cada placa de cristal no toque uno con el otro. En el caso de lavado de muchas placas de vidrio de ITO, es aconsejable utilizar algún soporte (por ejemplo, champú pincel).</li>
		<li>Poner las placas de vidrio de ITO que contienen vaso en un baño de ultrasonidos y someter a ultrasonidos durante 30 minutos. Después de la decantación de la solución de lavado, enjuague el recipiente que contiene las placas de vidrio de ITO por 200 mL de agua ultrapura para tres veces.</li>
		<li>Añadir 300 mL de agua ultrapura y someter a ultrasonidos el recipiente durante 20 minutos. Luego, saque el agua por decantación. Repita este lavado con agua ultrapura para tres veces. Para cada ciclo de lavado, verificar el arreglo de las placas de vidrio de ITO en el recipiente para que las superficies de las placas no están vinculadas uno al otro.</li>
		<li>Después de terminar los ciclos de lavado, seque las placas de vidrio de ITO uno por uno a través de la corriente de gas nitrógeno. Al poner las placas de vidrio de ITO en el lugar, mantenga la superficie ITO hacia arriba para evitar cualquier daño o contaminación de la superficie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fabricación de PEDOT+ cubierta placa de vidrio de ITO<ol>
<li>Poner el frasco de cristal que contiene una solución de nitrometano de poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-poly (glicol de etileno) dopado con perclorato (PEDOT+, 0,7% en peso) en un baño de ultrasonidos y someter a ultrasonidos durante 60 min obtener una solución bien dispersa.</li>
		<li>Lugar el ITO totalmente cubierta placa de cristal en el rotor de un recubridor de centrifugado con posición vertical frente a superficie de la ITO. Soplar el polvo de la superficie de ITO utilizando una pistola de soplado de nitrógeno. Cuidadosamente transfiera 50 μl de solución recién sonicado de PEDOT+ con una pipeta.</li>
		<li>Fabricar la película PEDOT+ haciendo girar la placa a una velocidad de 1000 rpm por 60 s en las condiciones ambientales (~ 25 ° C, humedad: ~ 45%). Mantenga el PEDOT+ había cubierto las placas de vidrio de ITO bajo las condiciones ambientales de 1 h sin hornear.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Fabricación de la celda de vidrio de ITO<ol>
<li>Soplar el polvo de las placas de vidrio de ITO con dibujos mediante el uso de una pistola de soplado de nitrógeno.</li>
		<li>Frote la cara ITO de las placas de cristal (10 x 10 mm) con tela de rayón con una máquina de fricción. Durante todo el proceso, utilice una pistola de soplado de nitrógeno para evitar la contaminación de polvos.</li>
		<li>Llevar a cabo los siguientes procedimientos en un lugar que puede evitar la contaminación de polvos, idealmente en una habitación limpia.</li>
		<li>Mezcle una gota de adhesivo óptico y una cantidad de arroz tamaño de granos de cristal de fondo.</li>
		<li>Establecen el PEDOT+ había revestido con placa de vidrio de ITO en la mesa con la posición vertical frente a superficie PEDOT+ . Ponga una pequeña cantidad de la mezcla de adhesivo en el PEDOT+ había cubierta placa de vidrio de ITO donde las cuatro esquinas de la ITO con dibujos vienen de la placa de vidrio.</li>
		<li>Colocar la placa de vidrio de ITO con motivos en el PEDOT+ cubierta placa de vidrio de ITO de tal manera que las superficies de ITO las dos placas de vidrio se enfrentan entre sí para fabricar una celda. Empuje suavemente las cuatro esquinas de la célula. Confirmar un espacio uniforme de la célula por la desaparición de un patrón de franja en la superficie de la célula.</li>
		<li>Irradiar la anterior celda de vidrio de ITO con una lámpara 365 nm UV 20 s para reforzar la adherencia.</li>
		<li>Calentar la celda anterior en una fase caliente a 100 ° C durante 3 h para continuar fortaleciendo la adhesión.</li>
		<li>Conecte dos cables conductores a cada uno del área de las placas de vidrio en la célula ITO por soldadura ultrasónica.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. experimentos de modulación del color
<ol><li>Introducción de la mezcla de LC colestérico en la celda de vidrio de ITO para la fabricación del dispositivo LC<ol>
<li>Para el fácil manejo y fijar los cables de los preparados vidrio células a un portaobjetos de microscopio con una cinta aislante.</li>
		<li>Calentar el frasco de cristal que contiene la mezcla de LC cholesteric a 80 ° C durante 10 a 15 minutos en una escena caliente. También calentar la celda de vidrio de ITO y una espátula, que se utiliza para transferir la muestra a la misma temperatura.</li>
		<li>Transferir una pequeña cantidad de la mezcla caliente de LC colestérico utilizando la espátula calentada rápidamente a la separación de dos placas de vidrio de ITO de la célula. Llenar el espacio entre las placas de dos vidrio por acción capilar, que tiene ~ 60 s.</li>
		<li>Bajar la temperatura de la etapa caliente de manera que la temperatura de la célula llega a 37 ° C.</li>
		<li>Presione el centro del dispositivo para exhibir color brillante reflexión.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Experimentos de modulación de color mediante el uso de un microscopio óptico digital.<ol>
<li>+ 1,5 y 0 V se aplica alternativamente al dispositivo LC 4 s y 8 s, respectivamente, mediante el uso de un potenciostato a 37 ° C. Se definen los valores de tensión para no PEDOT+-revestido electrodo ITO en referencia a que para PEDOT+-revestido electrodo ITO en el dispositivo. Observar y registrar el cambio de color del dispositivo de LC por microscopio óptico digital.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Experimentos de modulación de color espectrometría<ol>
<li>Utilice los siguientes parámetros de configuración de espectrofotómetro UV-vis: modo fotométrico: T %, respuesta: rápido, ancho de banda: 1,0 nm, velocidad de escaneo: 2.000 nm/min, rango de exploración: 800 a 300 nm</li>
		<li>Para la medición de línea de base, coloque la etapa caliente en el espectrofotómetro sin el dispositivo de la LC. Asegúrese de que el agujero de observación esté bien colocado en el camino óptico del espectrofotómetro y el ángulo de incidencia es 0°. Supervisar el valor de transmisión en tiempo real en una cierta longitud de onda cuyo valor se maximiza mediante el ajuste de la colocación de la etapa caliente. A continuación, Inicio de la medición de línea de base.</li>
		<li>El aparato de la LC en este escenario caliente y luego, coloque la etapa caliente a la posición apropiada de a misma manera como se describe en el punto 3.3.2. Iniciar la medición y registrar el espectro.</li>
		<li>Aplicar + 1,5 V 4 s y comenzar la medición. Después de la medición, se aplican 0 V 8 s y, otra vez, iniciar la medición.</li>
		<li>Solicitar + 1,5 y 0 V alternativamente 100 veces al dispositivo LC 4 s y 8 s, respectivamente, mediante el uso de un potenciostato. Registro transmitancia en una longitud de onda designada (510 nm) durante los ciclos de aplicación de tensión.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>Kirchmeyer, S., Reuter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scientific+importance%2C+properties+and+growing+applications+of+poly%283%2C4-ethylenedioxythiophene%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Scientific importance, properties and growing applications of poly(3,4-ethylenedioxythiophene).</a> Journal of Materials Chemistry. 15 (21), 2077-2088 (2005).</li>
</ol>

No tenemos nada que revelar.

Tras aplicación de + 1,5 V en la parte superior electrodo ITO (figura 1C), FcD experimenta una reacción de oxidación para generar FcD+. Como el poder de torsión helicoidal de FcD+ (101 μm-1, figura 1B) e...

Cristales líquidos cholesteric (LCs) se sabe que exhiben colores de reflexión brillante debido a su régimen molecular helicoidal1,2,3,4. El reflejo de longitud de onda λ está determinada por el tono helicoidal P y la media de refracción el índice de n de la LC (λ = nP). Estos LCs puede ser generada por dopaje chiral compuestos (dopantes quirales) a nemático LCs y su tono helicoidal se define por la ecuación P = 1/βMC, donde βM es la potencia de torsión helicoidal (HTP) y C es el molar fracción de dopant chiral. Basado en esta noción, diferentes dopantes quirales que puede responder a una variedad de estímulos como luz5,6,7,8, calor9, campo magnético10y gas11 se ha desarrollado. Tales propiedades son potencialmente útiles para varias aplicaciones como sensores12 y láseres13,14,15 entre otros16,17,18 .
Recientemente, hemos desarrollado el primer dopant chiral redox-sensible FcD (figura 1A)19 que pueden cambiar su valor HTP en respuesta a reacciones redox. FC D se compone de una unidad de ferroceno, que puede sufrir reacciones de redox reversible20,21,22y una unidad binaphthyl, que se sabe que exhiben alta HTP valor23. La LC colestérico dopada con FcD, en presencia de un electrolito soporte, puede cambiar su color de reflexión dentro de 0,4 s y recuperar su original color de 2.7 s sobre la aplicación de voltaje de + 1,5 y 0 V, respectivamente. La velocidad de respuesta alta y baja tensión observan para el dispositivo es sin precedentes entre cualquier otro dispositivo de LC colestérico divulgado hasta ahora.
Una de las aplicaciones importantes de la LCs cholesteric es muestra reflexiva, cuya tasa de consumo de energía es mucho menor que las pantallas convencionales de LC. Para ello, LCs colestérico debe cambiar su color de reflexión con estímulos eléctricos. Sin embargo, la mayoría de las metodologías anteriores utiliza un acoplamiento eléctrico entre los estímulos eléctricos aplicados y las moléculas de LC de host, que requiere alto voltaje 40 V24,25,26,27 ,28. Para el uso del dopant chiral eléctricamente sensible, hay solamente pocos ejemplos29,30 incluyendo nuestro anterior trabajo31, que también requiere alto voltaje con velocidad de respuesta baja. Teniendo en cuenta estos trabajos previos, el rendimiento de nuestro FcD-dopado colestérico dispositivo de LC, especialmente para la velocidad de modulación del color rápido (0,4 s) y baja tensión (1,5 V), es un logro revolucionario que puede mucho contribuir al desarrollo de pantallas reflectantes de próxima generación. En este protocolo detallado, nos demuestran los procesos de fabricación y los procedimientos operativos de los dispositivos de pantalla LC colestérico prototipo.

<table><tbody><tr><td>1-etil-3-metilimidazolio trifluorometanosulfonato, 98 %</td> <td>TCI</td><td>E0494</td><td></td></tr><tr><td>4-ciano-4'-pentiloxibifenilo, 98 %</td> <td>TCI</td><td>C1551</td><td></td></tr><tr><td>Cortador de vidrio con punta de diamante</td><td>AS ONE</td><td>6-539-05</td><td></td></tr><tr><td>Diclorometano, 99,5 %</td><td>KANTO CHEMICAL</td><td>10158-2B</td><td>Calorímetro</td>diferencial de</tr><tr><td>barrido de</td> grado <td>HPLC METTLER Microscopio</td> digital <td>TOLEDO DSC 1</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>KEYENCE</td><td>VHX-5000</td><td></td></tr><tr><td>Extran MA01</td><td>Merck</td><td>107555</td><td></td></tr><tr>Placa <td></td><td></td><td>de vidrio totalmente recubierta de ITO</td><td>Pedido de costo, resistencia: ~ 30 y Omega;</td></tr><tr><td>Perlas de vidrio</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>9005</td><td>5 &plusmn; 0.3 &mu; m de diámetro</td></tr><tr><td>Etapa caliente</td><td>INSTEC</td><td>mK1000</td><td></td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td> de vidrio con patrón ITO <td>Pedido de costo, Resistencia: ~ 30 y Omega;</td></tr><tr><td>Bomba de vacío rotativa de aceite</td><td>SATO VAC</td><td>TSW-150</td><td>Presión: ~5 Pa</td></tr><tr><td>Adhesivo óptico</td><td>Noland</td><td>NOA81</td><td></td></tr><tr><td>Poli(3,4-etilendioxitiofeno), bis-poli(etilenglicol), lauril</td><td>terminado Sigma Aldrich</td><td>687316</td><td>0,7 % en peso (dispersión en nitrometano)</td></tr><tr><td>Potenciostato</td><td>TOHO TECHNICAL RESEARCH</td><td>PS-08</td><td></td></tr><tr><td>Máquina de frotar</td><td>EHC</td><td>MRJ-100S</td><td></td></tr><tr><td>Espectrofotómetro</td><td>JASCO</td><td>V-670 UV/VIS/NIR</td><td></td></tr><tr><td>Recubridor</td> giratorio <td>MIKASA</td><td>1H-D7</td><td></td></tr><tr><td>Agua ultrapura</td><td>Merck&nbsp;</td><td>Milli-Q Integral 3</td><td></td></tr><tr><td>Baño ultrasónico</td><td>AS ONE</td><td>ASU-2</td><td>Potencia: 40 W</td></tr><tr><td>Soldadura ultrasónica</td><td>KURODA TECHNO</td><td>SUNBONDER USM-IV</td><td></td></tr><tr><td>Lámpara UV</td><td>AS ONE</td><td>SLUV-4</td><td>Potencia: 4 W</td></tr></tbody></table>

un dispositivo cristalino líquido colestérico electroquímico para modulación de color rápida y de baja tensión

An Electrochemical Cholesteric Liquid Crystalline Device for Quick and Low-Voltage Color Modulation

Demostrar un método para la fabricación de un dispositivo de visualización reflexiva de prototipo que contiene cristal líquido colestérico (LC) como un componente activo. La LC colestérico se compone de un nemático LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), redox-sensible dopant chiral (FcD) y un electrolito soporte 1-etil-3-methylimidazolium trifluorometanosulfonato (EMIm-OTf). El componente más importante es el FcD. Esta molécula cambia su valor de energía (HTP) torsión helicoidal en respuesta a reacciones redox. Por lo tanto, las reacciones redox electroquímica in situ en la mezcla de LC permiten el dispositivo para cambiar su color de reflexión en respuesta a estímulos eléctricos. La mezcla de la LC fue introducida, por una acción capilar, a un tipo sandwich ITO vidrio celular compuesto por dos laminas de vidrio con electrodos de óxido de estaño (ITO) estampado indio, uno de los cuales estaba cubierto con poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-poli (etileno glicol) dopado con perclorato (PEDOT+). Aplicación de + 1,5 V, el color de la reflexión del dispositivo cambia de azul (467 nm) a verde (485 nm) en 0,4 posteriores s. aplicación de 0 V hizo el dispositivo recupera el color azul original en 2.7 s. Este dispositivo se caracteriza por su mayor respuesta eléctrica y menor tensión entre cualquier previamente divulgados colestérico dispositivo de LC. Este dispositivo podría allanar el camino para el desarrollo de los muestra reflexivo de próxima generación con tasas de consumo de energía baja.

Fotografías, espectros de transmitancia y transmitancia dependiente tiempo cambian perfiles a 510 nm se recogen para el dispositivo de LC que contiene FcD-dopado (3,1% mol) colestérico LC en presencia de la EMIm-OTf (3.0 mol %) durante los ciclos de aplicación de tensión entre 0 y + 1,5 V a 37 ° C.
La mezcla de LC que contiene FcD<...

Un protocolo para la fabricación de un dispositivo de pantalla cristalino líquido colestérico reflexión que contiene un dopante quiral redox-sensible que permite el funcionamiento rápido y de baja tensión se presenta.

Un dispositivo cristalino líquido colestérico electroquímico para modulación de Color rápida y de baja tensión

We demonstrate a method for fabricating a prototype reflective display device that contains cholesteric liquid crystal (LC) as an active component. The ...

Se sabe que los cristales líquidos colestéricos tienen colores de reacción brillantes, y la rápida modulación del color es importante para el desarrollo de la próxima generación de pantallas reflectantes. Nuestro método permite la modulación de color más rápida con el voltaje de operación más bajo jamás reportado para cristales líquidos coléstericos. La clave es FcD.Un dopant quiral con poder de torsión helicoidal sensible redox. Demostrando el procedimiento estarán Shoichi Tokunaga, un postdoctorado, y Mengyan Zeng, un estudiante graduado de nuestro laboratorio. Para comenzar a preparar la mezcla de cristal líquido colestériceico, coloque 84,6 miligramos de 5OCB y 5.922 miligramos de FcD en un vial de vidrio de 10 mililitros.En un vial separado, disolver 12,9 miligramos de EMIm-OTf en 10 mililitros de diclorometano. Transfiera 2,1 mililitros de la solución EMIm-OTf a la mezcla de cristal líquido, y mezcle bien los componentes agitando suavemente el vial. A continuación, cubra el vial con papel de aluminio y haga varios agujeros en la lámina con una aguja.Caliente la solución a 80 grados centígrados durante una hora para evaporar la mayor parte del DCM. Ponga el vial al vacío y continúe calentándolo durante otra hora para retirar el DCM restante para obtener una mezcla clara de cristal líquido naranja. A continuación, para comenzar a preparar el vidrio ITO, corte una pieza de vidrio de 10 por 10 milímetros con patrón de ITO en la forma deseada, y una pieza de 10 por 12 milímetros de vidrio ITO estándar.Coloque ambas piezas de vidrio ITO en el tensioactivo diluido sin dejar que toquen. Combine 60 mililitros de una solución de surfactante alcalino y 240 mililitros de agua ultra pura en un recipiente de vidrio de 500 mililitros. Sonicar las placas en surfactante alcalino diluido durante 30 minutos.A continuación, decantar el tensioactivo, y enjuague las placas con porciones de 200 mililitros de agua ultra pura. Realice este procedimiento de enjuague tres veces en total. Rellene el recipiente con 300 mililitros de agua ultra pura.Sonicar las placas durante 20 minutos. Y decantar el agua. Lavar las placas en agua ultra pura de esta manera tres veces en total.Por último, seque las placas limpias con una corriente de gas nitrógeno y guárdelas en platos de petri limpios y desechables. Mantenga los platos en un desecador limpio. Para comenzar a preparar la célula, sonicar un 0.7 por ciento por dispersión de peso de PEDOT en nitrometano durante 60 minutos para asegurar que el polímero esté bien disperso.A continuación, fije el vidrio ITO estándar limpio en una recubridora de espín y retire el polvo de la superficie recubierta de ITO con una pistola de soplado de nitrógeno. Aplique cuidadosamente 50 microlitros de dispersión PEDOT recién sonicada a la superficie ITO y recubra la placa a 1000 RPM durante 60 segundos. Deje que la placa recubierta se siente en el aire ambiente durante una hora después.A continuación, fije la placa ITO con patrón en una máquina de frotar equipada con un paño de rayón. Frote a fondo la superficie con patrón itO bajo una corriente de gas nitrógeno. Luego, en un área libre de polvo, mezcle una gota de adhesivo óptico con una cantidad de tamaño similar de cuentas de vidrio borosilicato de 5 micrómetros.Poner la placa recubierta DE PEDOT boca arriba en el espacio de trabajo. Aplicar alrededor de 0,2 milímetros cúbicos de la mezcla adhesiva a cada esquina de un lado estrecho de la placa. Aplique dos porciones más de adhesivo de ocho milímetros de distancia de ese lado para formar un rectángulo de ocho por 10 milímetros en la placa.Coloque la placa ITO con patrón boca abajo en el adhesivo con un borde alineado con las gotas a lo largo de la placa recubierta de PEDOT para que las placas se desfasen en unos dos milímetros. Presione suavemente las esquinas de la celda para lograr un espacio uniforme entre las placas como se indica por la desaparición del patrón de flecos en la celda. Borre la célula con 365 nanómetros de luz UV durante 20 segundos para ajustar el adhesivo.Caliente la celda sobre una placa caliente a 100 grados centígrados durante tres horas para terminar de curar el adhesivo. Por último, conecte los cables conductores equipados con clips de aligator a la superficie ITO expuesta en cada placa mediante un sautering ultrasónico. Utilice cinta aislante para fijar los cables de la célula de vidrio a una diapositiva del microscopio para facilitar su manipulación más adelante.Calienta el vaso ITO, una pequeña espátula y la mezcla de cristal líquido colestériico a 80 grados centígrados durante 10 a 15 minutos. A continuación, transfiera rápidamente una pequeña cantidad de la mezcla de cristal líquido colésterico caliente a la brecha entre las placas con la espátula calentada. La célula se llenará por acción capilar en unos 60 segundos.Una vez que la célula esté llena, reduzca la temperatura de la etapa a 37 grados centígrados y espere a que la célula se estabilice a esa temperatura. Aplique fuerza al presionar suavemente el centro del dispositivo de cristal líquido para ver el color reflejado brillante. A continuación, coloque el dispositivo en la parte superior de la etapa activa bajo un microscopio óptico digital con el lado estampado del dispositivo frente a la lente.Conecte las placas estancas y recubiertas de PEDOT a los terminales positivos y negativos de un poteniostat respectivamente. Configure el poteniostat para alternar entre aplicar 1,5 voltios durante cuatro segundos y 0 voltios durante ocho segundos. Observe y registre el cambio de color del dispositivo de cristal líquido con el microscopio digital mientras se aplica el voltaje.A continuación, configure un espectrofotómetro UV-vis para escanear la transmitancia de 800 a 300 nanómetros. Coloque un pequeño gato en el compartimiento de muestras para sostener el escenario caliente. Coloque el dispositivo de cristal líquido en una placa caliente para mantener el calor y adquirir una medida de fondo de la etapa caliente vacía.A continuación, vuelva a cargar el dispositivo en la etapa activa y colóquelo en el espectrómetro con el lado estampado mirando a la viga. Use un paño oscuro para cubrir los huecos entre la puerta de la cámara de muestra y los cables. Espere unos minutos hasta que el dispositivo se estabilice a 37 grados centígrados.Si es necesario, ajuste la posición de la etapa caliente para maximizar la transmitancia. A continuación, adquiera un espectro inicial de transmitancia a través del dispositivo. Después de eso, aplique un 1.5 voltios al dispositivo durante cuatro segundos y adquiera inmediatamente un espectro de transmitancia.Cuando finalice la medición, aplique 0 voltios al dispositivo durante ocho segundos y adquiera otro espectro. Por último, registre el porcentaje de transmisión a 510 nanómetros a lo largo del tiempo mientras se rueda el voltaje entre 1,5 voltios durante cuatro segundos y 0 voltios durante ocho segundos cinco veces. El cristal líquido colestérico dopado con un complejo de binaftol de ferroceno quiral, parecía de color azul brillante y tenía una banda de reflexión centrada en 467 nanómetros.Aplicando 1,5 voltios a un electrodo ITO en contacto con la solución de cristal líquido, cambió la banda de reflectancia al centro en 485 nanómetros. El cristal líquido colestériico oxidado parecía de color cian brillante a verde contra el entorno azul no oxidado. La banda de reflectancia cambió de nuevo a 467 nanómetros al aplicar 0 voltios al electrodo con una recuperación correspondiente del color de reflexión azul.La transmisión disminuyó modestamente con ciclos repetidos debido al aumento del trastorno orientativo, pero esto se reparó aplicando una fuerza al dispositivo. El cambio de color de azul a cian se produjo en 0,4 segundos, y el cambio de retorno tardó 2,7 segundos. Alternativamente, aplicar 1,5 voltios durante 0,5 segundos, y 0 voltios durante cinco segundos dio lugar a un electrodo parpadeante.Al intentar el procedimiento, tenga cuidado al ensamblar la celda. La calidad de la celda determina la calidad de la imagen de visualización del dispositivo. Puede identificar el rango de voltaje adecuado para operar el dispositivo utilizando voltammetría cíclica.Los rayos X para la espectroscopia de electrones pueden confirmar que la aparición de la parte oxidada en el material cristalino líquido. Al ajustar con precisión la estructura química del dopant chirol sensible redox y otros componentes, podemos desarrollar nuevos tipos de pantallas reflectantes, como papel electrónico a todo color. Una investigación adicional del mecanismo de nuestro dopant chirol,puede profundizar la ciencia fundamental de los cristales líquidos colestéricos donde el mecanismo molecular de la inducción de chirol todavía no está claro.

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Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

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