Name: לעומת זאת, מיתוג החלפת כיפוף מהיר של גביש נוזלי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-31T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: חקור את תכונות הויסקואלסטיות של גבישים נוזליים באמצעות שיטת מדידה בזמן אמת תחת גירוי אור. פרוטוקול זה מאפשר פיתוח חומרים פוטוראולוגיים מתקדמים עם הבנה מעמיקה של הקשר בין מבנה לויסקואלסטיות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכת על ידי פרויקט המחקר המשותף של ה-JSPS. תמיכה פיננסית ממענקים NKFIH PD 121019 ו-FK 125134 מוכרת.

1. הכנת שפשוף משטחים עבור יישור מולקולות LC בתוכנית
<ol><li>הכינו מצעים מזכוכית נקייה.<ol>
<li>לגזור מצעים זכוכית באמצעות חותך זכוכית מבוססי יהלום (טבלה של חומרים) לחתיכות ריבוע קטן עם ממוצע גדלים של 1 ס מ x 1 ס מ. לשטוף אותם על ידי sonication ב 38 khz או 42 khz בחומר ניקוי אלקליין (טבלת חומרים, מדולל במים ב ניקוי: נפח מים יחס של 1:3) ולשטוף עם מים מזוקקים שוב ושוב (בדרך כלל, יותר מ 10x עם 5 דקות של sonication עבור כל שטיפה).</li>
		<li>נושא מצעים כדי אולטרה סגול-אוזון (UV-O3) ניקוי (טבלת חומרים) עבור יותר מ 10 דקות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>מעיל יישור שכבה מישורי על מצעים זכוכית נקייה.<ol>
<li>טפטוף 20 μL של 1 מ ל של פתרון יישור מישורי פוליאימיד (טבלת חומרים, המשמש כהוא) עם פיפטה על מצעים זכוכית מנוקה. מיד ספין-מעיל הפתרון, באמצעות משטח ספין (טבלה של חומרים) ב 3,000 סל ד וטמפרטורת החדר (RT) עבור 70 s. הערה: העובי האופייני של שכבת היישור הוא כ-20 ננומטר.</li>
		<li>אופים את מצעים זכוכית מצופה ב 80 ° c עבור 60 דקות כדי להסיר את הממס ו ב 180 ° צ' עבור > 60 דקות לריפוי. שפשף את מצעים באמצעות מכונת לשפשף בד מחוז (הטבלה של חומרים) עם הפרמטרים הבאים: מהירות הסיבוב = 300 rpm, צלחת מהירות = 20 מ"מ/s, ואת הרושם = 0.3 מ"מ כדי להגשים את היישור הuniaxial של חומרים LC.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. הכנת תאים LC
<ol><li>מניחים מצע זכוכית מצופה עם שכבת היישור על מצע אחר, עם שכבות יישור פנים אל פנים, ולהבטיח כי הם 80% חופפים לטופס תא. הערה: 20% משטחים שאינם חופפים יש להשתמש כדי להציג חומרים LC לתוך התא.</li>
	<li>מקום 100 μL של דבק פוטוטוריאקטיבי (טבלת חומרים) ו 0.1 מ"ג של חלקיקי זכוכית בגודל מיקרומטר (קוטר = 5 μm) על מצע זכוכית נקייה ולערבב אותם באופן ידני באמצעות קצה של אטב נייר. הזיזו את החומר המעורב לארבע פינות התא כדי לכוונן את הפער התאים והאירים את התא באמצעות אדי כספית בלחץ נמוך מנורת קשת קצרה (טבלת חומרים) עם אורך גל של 365 ננומטר (1.1 W/cm2). מניחים את התא תחת מנורת LED במרחק של 1 ס מ עבור 5 דקות.</li>
	<li>לאחר התאורה, למקם את התא על הבמה חם ולקבוע את טמפרטורת היעד של הבמה כדי לחמם את התא לטמפרטורה מעל הנוזל איזוטרופי (I)-nematic (N) מעבר פאזה (בדרך כלל ב 160 ° c). העבר את החומר LC (1-[4-butoxyazobenzene-4'-yloxy]-6-[...) הקסאן-4 CB6OABOBu; 0.2-10.0 μL) אל משטח פתוח אחד של התא ודחפו את החומרים לכיוון הכניסה לתא באמצעות מיקרומרית כדי לקבל קשר בין חומר ה-LC לכניסה לתא. המתן החומרים LC להתמלא בתא על ידי כוח קפילר. הערה: CB6OABOBu יש רצף פאזה: לבכות 100.3 ° c TB 105.2 ° צ' N 151.7 ° צ' אני על החימום ואני 151.4 מ104.5 עלות צלזיוס, במרחק של ° צלזיוס, במרחק של כ-º c, לבכות על צינון. אין להחדיר CB6OABOBu לשלב או לשחפת של N מכיוון שיישור המושרה בזרימה מקודם.</li>
</ol>3. אפיון מרקם בעזרת מיקרוסקופ אופטי מפולע
<ol><li>לראות את התאים LC ממוקם על הבמה חם כדי לשלוט על הטמפרטורה לדוגמה (40-180 ° c) עם ± 0.1 K דיוק תחת מיקרוסקופ אור הקיטוב (פום, טבלה של חומרים) באמצעות עדשות היעד 4x-100x. הקלטת טקסטורות באמצעות מצלמת צבע דיגיטלית באופן רציף בזמן הקירור והחימום.</li>
	<li>השתמש ב-UV אפינפרין-המאייר (טבלת חומרים) מצויד ב-פום עם אורך גל של 365 ננומטר (50 mW/cm2).</li>
</ol>4. מדידות פוטוהיולוגית
<ol><li>. הכן מדידות רטיולוגית<ol>
<li>לפני הצבת כל מדגם על הבמה של rheometer (טבלת חומרים), לבצע כיול האינרציה הגיאומטריה אפס פער כיול נשלט על ידי תוכנה על פי הוראות היצרן כדי להבטיח דיוק של המחקר rheometer . שוקלים 250 מ"ג של דגימת אבקת CB6OABOBu ולטעון אותו על צלחת קוורץ הבסיס של rheometer. הערה: עבור המחקר הנוכחי, צלחת עם קוטר של 50 mm משמש.</li>
		<li>הגדר את הטמפרטורה של חדר הדגימה לערך מעל נקודת המעבר של שלב I-N (> 160 ° c). להגדיר ערך הפער להתקרב צלחת מדידה לוחית קוורץ הבסיס כדי סנדוויץ ' (ערך הפער אופייני בשימוש = 20 μm). חיתוך מדגם עודף (לדוגמה, באמצעות מגבונים לנייר) הנמצא מחוץ לפער כאשר לוחית המדידה עוצרת בתנוחת הקיצוץ, שהיא 25 יקרומטר מעל לפער המיועד. הערה: אל תאפשר כמות עודפת של CB6OABOBu להיות מוצג לחדר המדגם, מכיוון שפעולה זו הופכת את המידות לאינן מדויקות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לבצע מדידות rheological.<ol>
<li>הקרינה אור UV ב 365 nm (1-100 mW/cm2), מדידת מיתוג photorheological של CB6OABOBu באמצעות אדי הלחץ הגבוה מרקורי מנורה קשת קצרה. הערה: האור יונחה מתחת למיכל הדגימה דרך לוחית הקוורץ הבסיסית.</li>
		<li>בצע מדידות ב 1) מצב מנדנוד עבור חילוץ דינמי שחזור מידע של החומר ו 2) מצב הסיבוב יציב לקבלת צמיגות הסיבוב יעיל. למדידות במצב סיבוב, יש להחיל מאמץ הטיה קבוע של 13 הרשות הפלסטינית על מנת להבטיח כי המדידה נעשתה במשטר הניוטוני. הערה: בחירת המצבים מבוצעת על-ידי תוכנה לפי הוראות היצרן.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. תמונה-סריקת הקלורימטריה
<ol><li>שוקל 10 מ"ג של CB6OABOBu לדגימת אבקה ולטעון אותו לתוך מחבת לסריקת זהב (DSC). לחמם את המדגם 170 ° c בשלב isotropic ולהבטיח כי אין התפלגות לדוגמה הומוגנית במחבת DSC כפי שנצפתה על ידי העין בלתי. מכסים את התבנית DSC עם לוחית קוורץ.</li>
	<li>בצע מדידות פוטו-DSC לפי הוראות היצרן (טבלת חומרים). מדידת נתוני DSC בסריקה של 10 ° צ'/מינימום. הערה: מכונת צילום-DSC מצויד בעוצמת אור UV של 50 mW/cm2.</li>
</ol>6. אפיון עקיפה של קרני רנטגן
<ol><li>לחמם את האבקה CB6OABOBu לדוגמה באמצעות השלב החם ב 170 ° c ולמצוץ את המדגם לתוך נימי XRD (קוטר = 0.5 מ"מ) על ידי כוח קפילר.</li>
	<li>חברו את הקפילר לבעל מדגם המצויד בבקר טמפרטורה. הגדר את טמפרטורת החדר (60 ° c, 70 ° c, 80 ° צ', 90 ° c, 100 ° c, 110 ° c, 120 ° c, 130 ° c, 140 ° c, 150 ° c, 160 ° c, מעלות צלזיוס, במרחק של כ-2.5 ° c).</li>
	<li>להקרין את המדגם על ידי X-ray ולזהות את קרני רנטגן הפצת על ידי גלאי ללא הקרנה UV ו תחת עוצמת אור UV של 10 mW/cm2 עבור 1 דקות ו 10 דקות. הערה: המחקר הנוכחי נערך ב-RIKEN beamline BL45XU. מקור האור היה התקן ה-קפיץ הסטנדרטי של האביב-8. חנקן נוזלי מקורר Si כפול גביש monochromator היה שימש monochromatize הקרן. אורך הגל היה 1 Å.</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>
<li>Rosales, A. M., Mabry, K. M., Nehls, E. M., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoresponsive+elastic+properties+of+azobenzene-containing+poly%28ethylene-glycol%29-based+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Photoresponsive elastic properties of azobenzene-containing poly(ethylene-glycol)-based hydrogels.</a> Biomacromolecules. 16, 798-806 (2015).</li>
<li>Chang, D., Yan, W., Yang, Y., Wang, Q., Zou, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+light-controllable+intelligent+gel+based+on+simple+spiropyran-doped+with+biocompatible+lecithin%5BTitle%5D)+AND+%22Dyes+and+Pigments%22%5BJournal%5D)">Reversible light-controllable intelligent gel based on simple spiropyran-doped with biocompatible lecithin.</a> Dyes and Pigments. 134, 186-189 (2015).</li>
<li>Irie, M., Hirano, Y., Hashimoto, S., Hayashi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoresponsive+Polymers.+2.+Reversible+Solution+Viscosity+Change+of+Polymamides+Having+Azobenzene+Residues+in+the+Main+Chain%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Photoresponsive Polymers. 2. Reversible Solution Viscosity Change of Polymamides Having Azobenzene Residues in the Main Chain.</a> Macromolecules. 14, 262-267 (1981).</li>
<li>Ito, S., Akiyama, H., Sekizawa, R., Mori, M., Yoshida, M., Kihara, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-Induced+Reworkable+Adhesives+Based+on+ABA-type+Triblock+Copolymers+with+Azopolymer+Termini%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Light-Induced Reworkable Adhesives Based on ABA-type Triblock Copolymers with Azopolymer Termini.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 10, 32649-32658 (2018).</li>
<li>Yamamoto, T., Norikane, Y., Akiyama, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemical+liquefaction+and+softening+in+molecular+materials%2C+polymers%2C+and+related+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">Photochemical liquefaction and softening in molecular materials, polymers, and related compounds.</a> Polymer Journal. 50, 551-562 (2018).</li>
<li>Petr, M., Helgeson, M. E., Soulages, J., McKinley, G. H., Hammond, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Viscoelastic+Switching+of+an+Ambient+Temperature+Range+Photoresponsive+Azobenzene+Side-chain+Liquid+Crystal+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Rapid Viscoelastic Switching of an Ambient Temperature Range Photoresponsive Azobenzene Side-chain Liquid Crystal Polymer.</a> Polymer. 54, 2850-2856 (2013).</li>
<li>Han, G. G. D., Li, H., Grossman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optically+controlled+long-term+storage+and+release+of+thermal+energy+in+phase-change+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Optically controlled long-term storage and release of thermal energy in phase-change materials.</a> Nature Communications. 8, 1-10 (2017).</li>
<li>Akiyama, H., Yoshida, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemically+Reversible+Liquefaction+and+Solidification+of+Single+Compounds+Based+on+a+Sugar+Alcohol+Scaffold+with+Multi+Azo-Arms%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Photochemically Reversible Liquefaction and Solidification of Single Compounds Based on a Sugar Alcohol Scaffold with Multi Azo-Arms.</a> Advanced Materials. 24, 2353-2356 (2012).</li>
<li>Akiyama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemically+reversible+liquefaction+and+solidification+of+multiazobenzene+sugar-alcohol+derivatives+and+application+to+reworkable+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Photochemically reversible liquefaction and solidification of multiazobenzene sugar-alcohol derivatives and application to reworkable adhesives.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 6, 7933-7941 (2014).</li>
<li>Akiyama, H., Fukata, T., Yamashita, A., Yoshida, M., Kihara, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reworkable+adhesives+composed+of+photoresponsive+azobenzene+polymer+for+glass+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Adhesion%22%5BJournal%5D)">Reworkable adhesives composed of photoresponsive azobenzene polymer for glass substrates.</a> Journal of Adhesion. 93, 823-830 (2017).</li>
<li>Norikane, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+Crystal-to-Liquid+Phase+Transitions+of+Azobenzene+Derivatives+and+Their+Application+in+Photolithography+Processes+through+a+Solid-Liquid+Patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Photoinduced Crystal-to-Liquid Phase Transitions of Azobenzene Derivatives and Their Application in Photolithography Processes through a Solid-Liquid Patterning.</a> Organic Letters. 16, 5012-5015 (2014).</li>
<li>Kim, D. Y., Lee, S. A., Kim, H., Kim, S. M., Kim, N., Jeong, K. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+azobenzene-based+photochromic+liquid+crystalline+amphiphile+for+a+remote-controllable+light+shutter%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">An azobenzene-based photochromic liquid crystalline amphiphile for a remote-controllable light shutter.</a> Chemical Communications. 51, 11080(2015).</li>
<li>Saito, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-melt+adhesive+based+on+dynamic+carbon+frameworks+in+a+columnar+liquid-crystal+phase%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Light-melt adhesive based on dynamic carbon frameworks in a columnar liquid-crystal phase.</a> Nature Communications. 7, 1-7 (2016).</li>
<li>Peng, S., Guo, Q., Hughes, T. C., Hartley, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Photorheological+Lyotropic+Liquid+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Reversible Photorheological Lyotropic Liquid Crystals.</a> Langmuir. 30, 866-872 (2014).</li>
<li>Ito, S., Yamashita, A., Akiyama, H., Kihara, H., Yoshida, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azobenzene-Based+%28Meth%29acrylates%3A+Controlled+Radical+Polymerization%2C+Photoresponsive+Solid%E2%80%93Liquid+Phase+Transition+Behavior%2C+and+Application+to+Reworkable+Adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Azobenzene-Based (Meth)acrylates: Controlled Radical Polymerization, Photoresponsive Solid–Liquid Phase Transition Behavior, and Application to Reworkable Adhesives.</a> Macromolecules. 51, 3243-3253 (2018).</li>
<li>Yue, Y., Norikane, Y., Azumi, R., Koyama, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-induced+mechanical+response+in+crosslinked+liquid-crystalline+polymers+with+photoswitchable+glass+transition+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Light-induced mechanical response in crosslinked liquid-crystalline polymers with photoswitchable glass transition temperatures.</a> Nature Communications. 9, 1-8 (2018).</li>
<li>Lee, H. Y., Diehn, K. K., Sun, K., Chen, T., Raghavan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Photorheological+Fluids+Based+on+Spiropyran-Doped+Reverse+Micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Reversible Photorheological Fluids Based on Spiropyran-Doped Reverse Micelles.</a> Journal of the American Chemical Society. 133, 8461-8463 (2011).</li>
<li>Su, X., Cunningham, M. F., Jessop, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Switchable+viscosity+triggered+by+CO2+using+smart+worm-like+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Switchable viscosity triggered by CO2 using smart worm-like micelles.</a> Chemical Communications. 49, 2655-2657 (2013).</li>
<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>
<li>Oh, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+route+to+fluids+with+photo-switchable+viscosities+based+on+a+reversible+transition+between+vesicles+and+wormlike+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">A simple route to fluids with photo-switchable viscosities based on a reversible transition between vesicles and wormlike micelles.</a> Soft Matter. 9, 5025-5033 (2013).</li>
<li>Akamatsu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+viscosity+control+of+lecithin-based+reverse+wormlike+micellar+systems+using+azobenzene+derivatives%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Photoinduced viscosity control of lecithin-based reverse wormlike micellar systems using azobenzene derivatives.</a> RSC Advances. 8, 23742-23747 (2018).</li>
<li>Song, B., Hu, Y., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single-component+photo-responsive+fluid+based+on+a+gemini+surfactant+with+an+azobenzene+spacer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">A single-component photo-responsive fluid based on a gemini surfactant with an azobenzene spacer.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 333, 820-822 (2009).</li>
<li>Borshch, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nematic+twist-bend+phase+with+nanoscale+modulation+of+molecular+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Nematic twist-bend phase with nanoscale modulation of molecular orientation.</a> Nature Communications. 4, 2635-2643 (2013).</li>
<li>Panov, V. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+Periodic+Deformations+in+Nonchiral+Planar-Aligned+Bimesogens+with+a+Nematic-Nematic+Transition+and+a+Negative+Elastic+Constant%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Spontaneous Periodic Deformations in Nonchiral Planar-Aligned Bimesogens with a Nematic-Nematic Transition and a Negative Elastic Constant.</a> Physical Review Letters. 105, 1-4 (2010).</li>
<li>Aya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast-and-Giant+Photorheological+Effect+in+a+Liquid+Crystal+Dimer%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Fast-and-Giant Photorheological Effect in a Liquid Crystal Dimer.</a> Advanced Materials Interfaces. 6, 1-7 (2019).</li>
<li>Ishiba, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoliquefiable+ionic+crystals%3A+A+phase+crossover+approach+for+photon+energy+storage+materials+with+functional+multiplicity%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Photoliquefiable ionic crystals: A phase crossover approach for photon energy storage materials with functional multiplicity.</a> Angewandte Chemie International Edition. 54, 1532-1536 (2015).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoswitching+of+glass+transition+temperatures+of+azobenzene-containing+polymers+induces+reversible+solid-to-liquid+transitions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Photoswitching of glass transition temperatures of azobenzene-containing polymers induces reversible solid-to-liquid transitions.</a> Nature Chemistry. 9, 145-151 (2017).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

כפי שנחשף באיור 1, CB6OABOBu הוא חומר התגובה לתמונה עם I, N, TB, ו-בשלב הזעקה רצפים על הקירור. מאז ההזמנה המקומית של שלבים אלה שונה באופן משמעותי, מיתוג מונחה תמונה של תכונות rheological צפוי להפגין ניגודיות טובה אלסטי גמיש. כדי לחקור את זה, בוצעו מדידות פוטו-רטיולוגיה.
ראשית, אנו לשקול את הנתונים rheological נמדד בחושך (איור 2a, אדום עיגולים פתוחים). ב-I-N מעבר פאזה, צמיגות אפקטיבית (ηלאחד) פוחתת,...

חומרים מכניים חכמים עם יכולת לשנות את התכונות שלהם אלסטי וגמיש בתגובה וריאציה סביבתית יצרו עניין עצום בקרב החוקרים. יכולת החלוקה נחשבת לגורם החומרי החשוב ביותר, המציע את החוסן של תגובה מכנית חוזרת באורגניזמים חיים. עד היום, חומרים מלאכותיים עם פונקציות רב-תכליתי עוצבו על ידי שימוש בחומר רך (כלומר, הידרו-ג'ל הידראולי1,2,3, פולימרים4,5, 6,7,8,9,10,11, קריסטלים נוזליים [lcs]9,10,11, 12,13,14,15,16,17, pH-להגיב מיקרולים18,19,20 ,21,22, ו מפעילי חומרים23). עם זאת, חומרים אלה סובלים מיותר מאחת מהבעיות הבאות: חוסר ההיחדות, יחס ניגודיות נמוך של מיתוג של גמישות והאטה, מהירות המעבר הנמוכה וקצב מיתוג איטי. בחומרים קונבנציונליים, העסקה קיימת בין יחס ניגודיות המעבר של גמישות ומהירות מיתוג; כך, עיצוב חומרים המכסים את כל הקריטריונים האלה עם ביצועים גבוהים הוא מאתגר. כדי להגשים את החומרים עם היכולת המוזכרת לעיל, בחירה או עיצוב מולקולות הנושאות את האופי מתהווה של נזילות גבוהה (רכוש צמיגה) ו קשיחות (המאפיין אלסטי) הוא חיוני.
גבישים נוזליים הם מערכות אידיאליות עם מספר רב של קריסטלים נוזליים ושלבים מוצקים שניתן לכוונן באמצעות עיצוב מולקולרי. הדבר מאפשר למבנים המורכבים באופן עצמאי בקשקשים באורך שונים בשלבים מסוימים של LC. לדוגמה, בעוד התערוכה הגבוהה ביותר בסימטריה מרחבית (NLCs) מציגה צמיגות ואלסטיות נמוכות בשל הסדר המרחבי הקצר שלהם, טורי סימטריה נמוכה או smectic LCs מציגים צמיגות גבוהה ואלסטיות עקב טווח ארוך ותלת מימדי . מרבית הערים הוא צפוי כי אם ניתן להחליף חומרים LC בין שני שלבים עם הבדלים גדולים בתכונות האלסטיות שלהם וגמיש, לאחר מכן ניתן להשיג חומר חכם וגמיש עם ביצועים גבוהים. כמה דוגמאות דווחו9,10,11,12,13,14,15.
מאמר זה ממחיש את הכנת החומר הפוטורולוגי LC עם רצף פאזה של איזוטרופי (I)-nematic (N)-טוויסט-עיקול nematic (TB)24-קריסטל (Cry) על קירור (ולהיפך על חימום), אשר מוצגים מהיר והפיך החלפת מיתוג גמיש בתגובה לאור. המוצגים כאן הם שיטות למדידת גמישות ומדידת והמחשה של מבנה מיקרוסקופיים-מערכת יחסים אלסטיות. פרטים מתוארים בתוצאות הנציגים ובמקטעי הדיון.

<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>סוכן יישור מישורי לגבישים נוזליים</td></tr><tr><td>BX53P</td><td>אולימפוס</td><td></td><td>מיקרוסקופ מקטב עם יחידות שידור / אפי תאורה</td></tr><tr><td>דיסקברי DSC 25P</td><td>TI מכשירים</td><td></td><td>ציוד פוטו-DSC חותך</td></tr><tr><td>זכוכית PRO-1A</td><td>Sankyo</td><td></td><td>A חותך זכוכית מבוסס יהלום</td></tr><tr><td>HS82</td><td>מטלר טולדו</td><td></td><td>שלב חם</td></tr><tr><td>MCR502</td><td>אנטון פאר</td><td></td><td>ריאומטר מסחרי</td></tr><tr><td>MRJ-100S</td><td>EHC</td><td></td><td>מכונת שפשוף</td></tr><tr><td>נורלנד דבק אופטי 65, 81</td><td>מוצרי</td><td></td> נורלנד <td>הידבקויות פוטו-ריאקטיביות</td></tr><tr><td>OmniCure S2000</td><td>Excelitas Technologies</td><td></td><td>מנורת קשת קצרה של אדי כספית בלחץ גבוה. מקסימום 70 mW/cm^2.</td></tr><tr>גלאי ספירת פוטונים היברידי <td>PILATUS 6M</td><td>Dectris</td><td></td><td>להסרת עקיפה של קרני רנטגן</td></tr><tr><td>S1126</td><td>מצע זכוכית</td><td></td><td>מטסונאמי</td></tr><tr><td>SC-158H</td><td>EHC</td><td></td><td>ציפוי ספין</td></tr><tr><td>SCAT-20X</td><td>DKS</td><td></td><td>חומר ניקוי אלקליין</td></tr><tr><td>SLUV-4</td><td>AS ONE</td><td></td><td>מנורת קשת קצרה אדי כספית בלחץ נמוך</td></tr><tr><td>UV-208</td><td>מנקה</td><td>אוזון אולטרה סגול של</td> Technovision <td></td> (UV-O3)</tr></tbody></table>

לעומת זאת, מיתוג החלפת כיפוף מהיר של גביש נוזלי

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

חומר גמיש למדידת חומרים גמישים המגיבים לגירויים ספציפיים הם אחד מהשיעורים האטרקטיביים ביותר של חומרים החשובים לטכנולוגיות עתידיות, כגון טכנולוגיות הדבקה על פי דרישה, מפעילים, מצמדים מולקולריים ומאסה ננו/מיקרוסקופיים. ובילי. לאחרונה נמצא כי באמצעות מעבר מיוחד נוזלי מוצק, מאפיינים rheological יכול להפגין שינויים משמעותיים, ובכך לספק מתאימים חכם החומר גמיש למדידת חומרים גמישים. עם זאת, עיצוב חומרים עם רכוש כזה הוא מורכב, וזמני החלפת קדימה ואחורה הם בדרך כלל ארוך. לכן, חשוב לחקור מנגנוני עבודה חדשים כדי להגשים מעברים מוצקים לנוזלים, לקצר את זמן המעבר, ולשפר את הניגודיות של מאפייני הרטיאולוגיים במהלך המעבר. כאן, מעבר בשלב האור המושרה הקריסטל-נוזל הוא נצפתה, אשר מאופיין באמצעות מיקרוסקופ אור (פום), photorheometry, צילום הדיפרנציאל המוח סריקה (צילום DSC), ו-X-ray עקיפה (XRD). מעבר הפאזה האנטי-נוזלי של האור מציג תכונות מפתח כגון (1) מיתוג מהיר של שלבים מסוג גביש-נוזלי עבור תגובות קדימה ואחורה ו (2) יחס ניגודיות גבוה של גמישות ויסקוזה. ב אפיון, פום הוא יתרון במתן מידע על התפלגות מרחבית של כיווני מולקולה LC, קביעת סוג של שלבים גבישי נוזלי המופיעים בחומר, ולימוד הכיוון של LCs. פוטורומטריה מאפשר מדידה של תכונות מרטיאוולוגיות של חומר תחת גירויים בהירים ויכולים לחשוף את מאפייני המיתוג הפוטולוגיים של חומרים. Photo-DSC היא טכניקה לחקירת מידע תרמודינמי של חומרים באפלה ותחת הקרנה קלה. לבסוף, XRD מאפשר לימוד של מבנים מיקרוסקופיים של חומרים. המטרה של מאמר זה היא להציג באופן ברור כיצד להכין ולמדוד את המאפיינים הנדונים של חומר פוטטורוולוגי.

התמונות פום, הנתונים הפוטומטרים, צילום-DSC נתונים, ופרופילים בעוצמה XRD נאספו בחשכה במהלך וריאציה הטמפרטורה בעוד אור UV זורחת. איור 1א, ב מייצג את המבנה של CB6OABOBu, עם רצף הפאזה שלה ותצורות אפשריות ממוטבת על ידי שדה הכוח MM2 בתוכנית הדוגמנות (למשל, ChemBio3D).
כאשר CB6OABOBu נמצאת במצב טרנס, שתי מדינות בעלי מבנה מתקבל על האנרגיה מופיעות, והקונפורמציה המעוותת היא היציבה ביותר המעודדת את היווצרות השלב של שחפת. כאשר CB6OABOBu מתרגש למצב cis כאשר הם...

פרוטוקול זה ממחיש את הכנת החומר הפוטולוגי המוצגים בשלב מוצק, שלבים שונים של גבישי נוזלים, ושלב נוזלי איזוטרופי על ידי הגדלת הטמפרטורה. הוצגו כאן הם שיטות למדידת מבנה-מערכת היחסים אלסטיות של החומר.

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

פרוטוקול זה מסביר כיצד לאפיין את תכונות מתיחה viscoelastic של גבישים נוזליים, וזה עוזר לענות על שאלות מפתח על איך לפתח חומרים פוטורheולוגיים חדשים. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שהמאפיינים הריאולוגיים והמאפיינים המבניים הרלוונטיים יכולים להימדד תחת גירויים קלים בזמן אמת, ומאפשרים הקלטה של התנהגות המיתוג הפוטורהולוגי. לפני תחילת ההליך, השתמש חותך זכוכית מבוסס יהלום לחתוך מצעי זכוכית בגדלים ממוצעים של אחד על אחד סנטימטר, ולשטוף את החלקים ב 38 או 42 kilohertz ב דטרגנט אלקליין.לאחר מכן לשטוף את המצעים עם 10 חמש דקות לשטוף עם sonication במים מזוקקים טריים לכל לשטוף, ולחשוף את המצעים UV-אוזון לפחות 10 דקות. כדי להוסיף שכבת יישור תלילית, השתמש בפיפט כדי לחלק מיליליטר אחד של פתרון יישור פוליאמיד פלנארי ב-20 טיפות מיקרוליטר על כל מצע זכוכית מנוקה. מיד להשתמש במעיל ספין כדי לסובב את המעיל כ 20 ננומטר שכבת יישור עבה על המצעים.בסוף הספין, אופים את מצעי הזכוכית הצופים ב 80 מעלות צלזיוס במשך 60 דקות כדי להסיר את הממס, ואחריו ריפוי לפחות 60 דקות ב 180 מעלות צלזיוס. לאחר מכן השתמש במכונת שפשוף בד קרן כדי לשפשף את המצעים בפרמטרים המתאימים. הוסיפו 100 מיקרוליטרים של דבק פוטו-רטרואקטיבי ו-0.1 מיליגרם של חלקיקי זכוכית בקוטר חמישה מיקרומטר על מצע זכוכית חדש, ולהשתמש בקצה מהדק כדי לערבב את החומרים.מעבירים את החומר המעורב לארבע פינות של תא המצע מזכוכית כדי להתאים את פער התא, ולהשתמש במנורת קשת קצרה של אדי כספית בלחץ נמוך או ברכב UV הוביל להאיר את התא עם אורך גל של 365 ננומטר. לאחר התאורה, מניחים את התא על במה חמה, ולהגדיר את טמפרטורת היעד של הבמה כדי לחמם את התא לטמפרטורה מעל המעבר שלב נמטי נוזלי איזוטרופי. בסוף המעבר פאזה, להעביר את כל 0.2 כדי 10 מיקרוליטר חומר גביש נוזלי על משטח פתוח אחד של התא.השתמש microspatula לדחוף את החומרים לכיוון הכניסה לתא כדי לקבל מגע בין חומר הגביש הנוזלי ואת הכניסה של התא. ואז לחכות לחומר הגביש הנוזלי למלא את התא בכוח נימי. לאפיון מרקם של תאי הגביש הנוזליים, מניחים את הדגימות על הבמה החמה כדי לשלוט בטמפרטורת הדגימה בדיוק של פלוס או מינוס 0.1 קלווין תחת מיקרוסקופ אור מקוטב.השתמש במצלמת צבע דיגיטלית ובאפי-תאורת UV כדי לתעד ברצף את המרקמים במהלך הקירור והחימום עם ובלי הקרנת UV. למדידה ריאולוגית של הדגימות, בצע תחילה אינרציה גיאומטריה וכיול אפס פערים בתוכנה בהתאם להוראות היצרן. ואז לשקול 250 מיליגרם של מדגם אבקת CB6OABOBu.לאחר מכן העמיסו את הדגימה על לוח הקוורץ הבסיסי של המדרון, והגדירו את הטמפרטורה של תא הדגימה לערך מעל נקודת המעבר הפאזה איזוטרופית-נמטית. לאחר מכן להגדיר ערך רווח עבור התקרבות צלחת המדידה לצלחת הקוורץ הבסיס כדי כריך את המדגם. השתמשו במגבונים במעבדת הנייר כדי לחתוך כל דגימה עודפת שמחוץ לפער כאשר לוח המדידה נעצר בתזוזה.כדי לבצע את המדידה, הקרין את המדגם ב 365 ננומטר, מדידת מיתוג פוטורheological של CB6OABOBu באמצעות מנורת קשת קצרה אדי כספית בלחץ גבוה. בשלב הנומטי, יישור יוניאקסיאלי של המולקולות מתממש. בעת הפחתת הטמפרטורה לעיקול טוויסט בחושך, נוצרת תבנית פסים, שבה הפסים פועלים במקביל לכיוון השפשוף של תא הגביש הנוזלי.ירידה נוספת בטמפרטורה מובילה להתגבשות. הקרנה עם אור UV משנה את הקונפורמציה מטרנס למצב cis, וכתוצאה מכך וריאציית פאזה ובכך וריאציה מרקם, עם אור UV הופך את המרקם מפוספס למצב מיושר uniaxial של השלב הנמטי כאשר מתחילים שלב טוויסט-עיקול. כיבוי אור UV מאפשר למולקולות להירגע ולהיכנס מחדש למצב הטרנס, וכתוצאה מכך רפורמציה של המרקם המפוספס של שלב עיקול טוויסט.מדידת צמיגות יעילה של CB6OABOBu בתנאים שונים מגלה את התלות בטמפרטורה של צמיגות גזירה יעילה. כאן ניתן לראות את התלות בלחץ ההטיה של צמיגות ההטיה האפקטיבית בטמפרטורות שונות במהלך הריצה הראשונה והשניה. בגרף זה, הווריאציה בין צמיגות ההטיה האפקטיבית המופעלת על ידי הקרנה UV בטמפרטורות שונות מוצגת.וגרפים אלה ממחישים את עקומות המיתוג של צמיגות ההטיה האפקטיבית בסולם עץ בשתי טמפרטורות שונות. כדי להשיג נתונים אמינים, חיוני לכייל את מד הדם ממש לפני רכישת מדידות. רעיון אחד למחקרים עתידיים על עמעום רגיש לאור הוא לבדוק ספקטרום דיאלקטרי בפס רחב שיכול לתת תובנה על הדינמיקה המולקולרית על השלבים השונים ותנאי התאורה.

high-contrast-fast-photorheological-switching-twist-bend-nematic

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

המתודולוגיה רומן מוצגת לסנתז ואלסטומרים נוזליים-גבישים עיקרי שרשרת התכנית באמצעות מונומרים מתחילים זמינים מסחרי. מגוון רחב של נכסים טרמומכני היה מותאם על ידי התאמת כמות crosslinker, תוך ביצועי actuation היו תלויים בכמות של מאמץ ליישם במהלך תכנות.

סינתזה של אלסטומרים נוזליים-גבישים לתכנות ראשי-שרשרת באמצעות תגובת תיאול-acrylate שני שלבים

אנו מדגימים הכנה של אלסטומרים גבישיים נוזליים מבוססי סילוקסן ואפוקסי (LCEs) וננו-קומפוזיטים LCE. ה-LCEs מאופיינים ביחס למתח הפיך, סדר גביש נוזלי ונוקשות. כיישום פוטנציאלי, אנו מדגימים את השימוש בהם כמצעים מגיבים לצורה במכשיר מותאם אישית לתרבית תאים פעילה.

הכנת Monodomain Liquid Crystal אלסטומרים גביש נוזלי Nanocomposites אלסטומר

כאן, אנו מייצרים מבני מיקרו/ננו פולימריים תלת מימדיים שבהם ניתן להנדס הן את הצורה והן את היישור המולקולרי בדיוק בקנה מידה ננומטרי על ידי שימוש בכתיבה ישירה בלייזר. ניתן לשלוט בעיוות המושרה על ידי אור של מספר סוגים של מיקרו-מבנים של אלסטומר גבישי נוזלי בקנה מידה מיקרוסקופי.

מתנעים אור בצורה חופשית - ייצור ובקרה של Actuation ב בקנה מידה מיקרוסקופי

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי להפעיל מעבר אוריינטציה של גביש נוזלי בתגובה לטמפרטורה. מתודולוגיות מתוארות להכנת מדגם על מנת לבחון את המעבר ואת התפתחות המעבר המפורטת.

מעבר אוריינטלי בקריסטל נוזלי המופעל על ידי הצמיחה התרמודינמית של גליונות הרטבה אינטרפסיאליים

המטרה של הפרוטוקול היא ליצור סרטים פולימר גבישי נוזלי יכול באופן מכני נעים תחת הקרנה תאורה רציפה. נתאר בפירוט רב את התפיסה של הסרטים שעמד חופשי, מן השיטה יישור גביש נוזלי צילום-הופעה. פרוטוקול נסיוני להחיל כדי להכין את החומר הזה הוא ישים באופן כללי.

הכנה של גביש נוזלי רשתות מאקרוסקופית תנועה מתנדנדות המושרה על ידי אור

כאן, אנו מציגים את הפרוטוקולים של ניתוחים דיפרנציאלית-זיהוי של זמן לפתור אינפרא-אדום הרטט ספקטרוסקופיה ו אלקטרון עקיפה המאפשרים אבחנת העיוותים של מבנים מקומיים סביב photoexcited מולקולות ב טורי גביש נוזלי, נותן מבט אטומית על הקשר בין המבנה את הדינמיקה של החומר photoactive.

טכניקות הרומן להתבוננות מבניים הדינמיקה של גביש נוזלי Photoresponsive

מאמר זה מתאר את תהליך microfluidic והפרמטרים להכין הגורמים חלקיקי אלסטומרים גבישי נוזלי. תהליך זה מאפשר הכנת הגורמים חלקיקי, הווריאציות של הגודל והצורה שלהם (מתוך ליבה גולגלת כדי חריפה prolate,-קליפה, מורפולוגיות ג'אנוס) כמו גם סדר הגודל של הופעה.

Microfluidic הכנת Elastomer גבישי נוזלי מפעילים

פרוטוקול עבור הזיוף של נוזל cholesteric רעיוני מגובש להציג מכשיר המכיל מוצגים dopant כיראלי מגיב חמצון-חיזור המאפשר תפעול מהיר מתח נמוך.

אלקטרוכימי Cholesteric נוזל גבישי התקן עבור אפנון מהירה וצבע מתח נמוך

לא ממוקד metabolomics מספק השערת יצירת תמונת מצב של פרופיל מטבולי. פרוטוקול זה יהיה להדגים את המיצוי והניתוח של מטבוליטים מתאי, סרום, או רקמות. מגוון המטבוליטים סקר באמצעות מיצוי שלב נוזלי נוזלי, microflow ultraperformance כרומטוגרפיה נוזלית / רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה (UPLC-HRMS) מצמידים את תוכנת ניתוח ההפרש.

Metabolomics לא ממוקדים ממקורות ביולוגיים באמצעות Ultraperformance כרומטוגרפיה נוזלית-רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה (UPLC-HRMS)

דופן התא החיידקי מורכבת מפפטידוגליקן, רשת מקרומולקולרית של גדילי סוכר המוצלבים על ידי פפטידים. כרומטוגרפיה נוזלית עם ביצועים גבוהים מספקת רזולוציה גבוהה ותפוקה לגילויים חדשניים של הרכב פפטידוגליקני. אנו מציגים הליך לבידוד קירות התא (sacculi) והכנתם לאחר מכן לניתוח באמצעות UPLC.

בידוד והכנת קירות תא חיידקי לניתוח קומפוזיציוני על ידי כרומטוגרפיה נוזלית אולטרה ביצועים

חקור את תכונות הויסקואלסטיות של גבישים נוזליים באמצעות שיטת מדידה בזמן אמת תחת גירוי אור. פרוטוקול זה מאפשר פיתוח חומרים פוטוראולוגיים מתקדמים עם הבנה מעמיקה של הקשר בין מבנה לויסקואלסטיות.

לעומת זאת, מיתוג החלפת כיפוף מהיר של גביש נוזלי

גלה סרטונים נוספים