פרוטוקול עבור הזיוף של נוזל cholesteric רעיוני מגובש להציג מכשיר המכיל מוצגים dopant כיראלי מגיב חמצון-חיזור המאפשר תפעול מהיר מתח נמוך.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אלקטרוכימי Cholesteric נוזל גבישי התקן עבור אפנון מהירה וצבע מתח נמוך
* These authors contributed equally
במאמר זה
סיכום
תקציר
נדגים שיטה בדיית התקן תצוגה רעיוני אב טיפוס המכיל גביש נוזלי cholesteric (LC) כמו מרכיב פעיל. LC cholesteric מורכב nematic LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB) dopant כיראלי מגיב חמצון-חיזור (FcD), תמיכה אלקטרוליט 1-אתיל-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIm-OTf). המרכיב החשוב ביותר הוא מועדון הכדורגלD. מולקולה זו משתנה ערכו כוח (HTP) ומפותלים לוליינית בתגובה תגובות חמצון-חיזור. לכן, תגובות חמצון-חיזור אלקטרוכימי באתרו בתערובת LC לאפשר עבור התקן כדי לשנות את צבעו השתקפות בתגובה לגירויים חשמל. התערובת LC הוכנס, על ידי נימיות, כריך מסוג איטו זכוכית תא הכוללת שתי שקופיות זכוכית עם אלקטרודות תחמוצת בדיל (ITO) בדוגמת אינדיום, אחד מהם היה מצופה poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-פולי (אתילן גליקול) מסטול עם פרכלורט (PEDOT+). על היישום של +1.5 V, השתקפות הצבע של ההתקן משתנה מכחול (467 ננומטר) ירוק (485 ננומטר) ב 0.4 ס' עוקבים היישום של 0 V עשה את המכשיר לשחזר את הצבע הכחול המקורי ב- 2.7 s. התקן זה מאופיין על-ידי התגובה החשמלית המהירה שלה, מתח ההפעלה הנמוך ביותר בין כל דיווח בעבר מכשיר LC cholesteric. מכשיר זה יכול לסלול את הדרך לפיתוח של הדור הבא רפלקטיביים מציג עם שיעורי צריכת אנרגיה נמוכה.
מבוא
גביש נוזלי cholesteric (ארגון LCs) ידועים להפגין צבעים בהירים השתקפות עקב שלהם פנימי לוליינית הסדרים מולקולרית1,2,3,4. השתקפות גל λ נקבעת על-ידי הזריקה לוליינית P לבין הממוצע השבירה n של LC אינדקס (λ = nP). השנתיים כזה יכול להיווצר על ידי סימום כיראלי תרכובות (כיראלי dopants) nematic השנתיים וגובה הסליל שלו מוגדרת על-ידי המשוואה P = 1/βMC, איפה βM כוח פיתול לוליינית (HTP) ו- C הוא השן הטוחנת שבריר dopant כיראלי. מבוסס על הרעיון הזה, dopants כיראלי ש....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת התערובת LC cholesteric
- להוסיף 84.6 מ"ג של 5OCB ו 5.922 מ"ג של FcD19 (3.1% מול כדי 5OCB) לתוך בקבוקון זכוכית נקי 10 מ"ל.
- להוסיף 12.9 מ ג של EMIm-OTf ו- 10 מ"ל של דיכלורומתאן (CH2Cl2) לתוך בקבוקון זכוכית חדש נקי 10 מ"ל ומערבבים היטב. העברה מ ל 2.1 של הפתרון EMIm-OTf לתוך 5OCB - FcD-המכיל בקבוקון זכוכית. לנער בעדינות את המבחנה לתת כל המרכיבים מערבבים היטב.
- לכסות את המבחנה זכוכית עם רדיד אלומיניום ולעשות כמה פתחים בחלק העליון.
- מחממים את הפתרון2Cl2 לעיל CH המכיל 5OCB, Fc<....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תמונות להדמיה ספקטרה, אנו תלויים זמן לשנות פרופילים-510 ננומטר נאספים עבור ההתקן LC המכיל FcD-מסומם (3.1 מול %) LC cholesteric בנוכחות EMIm-OTf (מול 3.0%) במהלך מחזורי היישום מתח בין 0 ל- +1.5 V ב- 37 מעלות צלזיוס.
התערובת LC המכיל FcD (מול 3.1%), EMIm-OTf (מול 3.0%) 5OCB שווקה mesophase cholesteric מכל 46.8 ° C עד 3.2 מעל.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
על היישום של +1.5 V לפסגה איטו אלקטרודה (איור 1C), FcD עובר חמצון תגובה ליצירת FcD+. כמו הכוח ומפותלים הסליל של FcD+ (101 מיקרומטר-1, איור 1B) הוא נמוך יותר מזה של Fc.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
אין לנו לחשוף.
תודות
אנו מודים ד ר טאג'ימה Keisuke ממרכז RIKEN על המדע עניין מתהווים לדיונים יקרי ערך. חלק של עבודה זו נערך מתקדם אפיון ננוטכנולוגיה מצע באוניברסיטת טוקיו, נתמך על ידי משרד החינוך, תרבות, ספורט, מדע, טכנולוגיה (MEXT), יפן. עבודה זו מבחינה כלכלית נתמך על ידי מענק הסיוע JSPS עבור מדעי למחקר (S) (18H 05260) על "חומרים חדשניים תפקודי מבוסס על מדע מולקולרית פנים סולם רב" Y.I. עוזר ההוראה היא אסירת תודה על מענק הסיוע JSPS עבור אתגר מחקר גישוש (16K 14062). עליה תודה לאחווה מדען צעיר JSPS.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1-אתיל-3-מתילימידזוליום טריפלואורומתאנסולפונט, 98% | TCI | E0494 | |
| 4-ציאנו-4'-פנטילוקסיביפניל, 98% | TCI | C1551 | |
| חותך זכוכית עם קצה יהלום | AS ONE | 6-539-05 | |
| דיכלורומתאן, 99.5% | KANTO CHEMICAL | 10158-2B | HPLC כיתה |
| קלורימטר סריקה דיפרנציאלית | METTLER TOLEDO | DSC 1 | |
| מיקרוסקופ דיגיטלי | KEYENCE | VHX-5000 | |
| Extran MA01 | Merck | 107555 | |
| זכוכית מצופה ITO במלואה | , סדר קוסטום, התנגדות: ~30Ω | ||
| חרוזי זכוכית | Thermo Fisher Scientific | 9005 | 5 ± 0.3 μ m בקוטר |
| חם | INSTEC | mK1000 | |
| זכוכית בדוגמת ITO | סדר קוסטום, התנגדות: ~30Ω | ||
| משאבת ואקום סיבובית שמן | SATO VAC | TSW-150 | לחץ: ~ 5 Pa |
| דבק אופטי | Noland | NOA81 | |
| Poly (3,4-ethylenedioxythiophene), ביס-פולי (אתילנגלקול), לאוריל סיים | סיגמא אולדריץ' | 687316 | 0.7 wt% (פיזור בניטרומתאן) |
| Potentiostat | TOHO TECHNICAL RESEARCH | PS-08 | |
| מכונת שפשוף | EHC | MRJ-100S | |
| ספקטרופוטומטר | JASCO | V-670 UV/VIS/NIR | |
| ציפוי ספין | MIKASA | 1H-D7 | |
| מים טהורים | במיוחד Merck | Milli-Q אינטגרלי 3 | |
| אמבטיה אולטרסאונד | כאחד | ASU-2 | הספק: 40 W |
| הלחמה אולטרסאונד | KURODA TECHNO | SUNBONDER USM-IV | |
| UV מנורת כ | SLUV-4 | אחד | הספק: 4 W |
מקורות
- Chandrasekhar, S. Liquid Crystals. , Cambridge University Press. Cambridge. (1992).
- Blinov, L. M., Chigrinov, V. G. Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials. , Springer-Verlag. New York. (1994).
- Pieraccini, S., Masiero, S., Ferrarini, A., Spada, G. P.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
