界面湿潤シートの熱力学的成長によって引き起こされる液晶の配向転移

この手順の全体的な目標は、温度に応答して液晶の配向遷移を引き起こすことです。そして、移行を特徴付けます。この方法は、熱力学的な表面のアンカリング挙動など、液晶分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。

そして、このプロトコルの利点は、配向遷移をこの連続的な方法で明確に視覚化できることです。そして、関連する物理的特性を体系的に調査できるかどうか。この手順を開始するには、目的のパーフルオロポリマーを市販の溶媒に1〜2の比率で溶解して、スピンコーティング用の厚さ0.5〜1マイクロメートルの均一なフィルムを確保して、1ミリリットルのパーフルオロポリマー溶液を調製します。

次に、ガラス基板をアルカリ性洗剤中で42キロヘルツの超音波処理により洗浄します。次に、各基質を蒸留水で繰り返しすすぎます。基材をすすぎ乾燥させた後、UVオゾンクリーナーに10分間さらします。

これに続いて、20マイクロリットルのパーフルオロポリマー溶液を洗浄した各ガラス基板に滴下します。すぐに溶液を3, 500rpmで室温70秒間スピンコーティングします。その後、フィルムを80°Cで60分間焼いて溶剤を除去し、200°Cで60分間硬化させます。

フィルムコーティングされたガラス基板の1つに、マイクロメートルサイズのガラス粒子をあらかじめ混合した光硬化性樹脂を塗布します。次に、最初の基板の上に2番目のフィルムコーティングされたガラス基板を置き、波長365ナノメートルのLEDランプを使用して2つの基板を接着します。次に、等方性ネマチック相転移温度よりも高い温度で毛細管現象下のスパチュラを使用して、調製した各LCセルに0.2〜10マイクロリットルのCCN47を導入します。

次に、4〜100倍の対物レンズとホットステージを組み合わせて偏光光学顕微鏡でLCセルを観察し、サンプル温度をプラスマイナス0.1ケルビンの精度で制御します。デジタルカラーカメラを使用して、291〜343ケルビンの範囲で冷却と加熱の両方で、ケルビンごとに等間隔で5フレーム以上のテクスチャを記録します。誘電分光法では、各基板にリード線をはんだ付けして、ITO電極を備えたLCセルを準備します。

LCセルの静電容量を測定するには、セルを市販のインピーダンスゲイン位相アナライザの端子に配線します。次に、分析装置で5分ごとにLC細胞の静電容量の時間依存性を測定します。HR-DSC分析では、LC細胞を自家製のHR-DSCに入れて検査します。

毎分0.05〜0.10ケルビンのスキャンレートで測定を行い、最小温度分解能を向上させます。ここでは、偏光光学顕微鏡と誘電分光法の測定によって、冷却および加熱中の平面から垂直配向状態への配向遷移中に行われるテクスチャの進化が示されています。冷却すると、平面配向は等方性ネマチック転移温度のすぐ下になります。

2つと4つのブラシSchlierenテクスチャの外観で。アニーリングまたはさらに冷却することにより、視野は完全に暗くなり、配向遷移の完了を示唆しています。ここでは、サンプル内の熱流を温度と時間の関数として表したHR-DSCデータを示します。

時間データによる熱流の変化は、配向遷移後のAvrami指数を解析するために使用されました。すれすれ入射は、さまざまな温度での液滴形状およびC2 LC細胞形状のX線回折パターンです。準スメクティックなa-wettingシートの短距離注文を実演します。

表面近くに層構造が形成されています。平面配向状態の温度範囲でも、準スメクティックなa-濡れシートが持続し、表面配向条件が挫折していることを示しています。ヒステリシス範囲は、偏光光学顕微鏡や誘電体分光法によって確認されたヒステリシス範囲と一致しており、このことから、配向遷移は擬似スメクティックなa-wettingシートの成長によって引き起こされることが示唆されています。

したがって、一度習得すると、準備手順が適切に実行されれば、配向遷移の観察は4時間で行うことができます。この手順に続いて、液晶ディレクターの方位の特別な分布など、追加の質問に答えるために、蛍光共焦点顕微鏡法や非線形光学分析などの他の方法を実行できます。この技術は、その開発後、液晶の表面科学の分野の研究者が、表面近くの微視的構造と微視的構造および特性との間の関連性を探求する道を開きました。

このビデオを見れば、配向遷移を観察するためのサンプルの調製方法と、重要な物理的特性の特性評価方法について十分に理解できるはずです。