빛에 의해 유도 된 거시적인 진동 모션 액정 네트워크의 준비

이 실험 프로토콜의 전반적인 목표는 지속적인 광 조사 하에서 기계적 진동을 보여주는 액정 네트워크를 준비하는 것입니다. 이 방법은 소프트 로봇 공학 및 자동화 시스템의 잠재적인 응용 분야에서 연속적인 미시적 움직임을 얻는 방법과 같은 재료 과학의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 용도와 방법이 상업적으로 이용 가능한 화학 물질과 함께 스플레이 제조 산업에서 널리 사용된다는 것입니다.

먼저 비누와 뜨거운 물을 사용하여 3x3cm 유리판을 조심스럽게 세척하여 오염 물질을 제거합니다. 유리판을 에탄올이 든 비커에 놓습니다. 그런 다음 비커를 초음파 수조에 약 10분 동안 넣습니다.

그런 다음 티슈와 송풍기로 유리판을 조심스럽게 말리십시오. 플레이트에 용제, 먼지 또는 모든 유형의 오염 흔적이 남아 있지 않은지 확인하십시오. 유기 잔류물을 제거하기 위해 유리판을 UV 오존 광반응기에 20분 동안 놓습니다.

오존 처리 후 유리판 중 하나에 공기를 불어 넣고 스핀 코터에 놓습니다. 그런 다음 약 0.5ml의 폴리아미드 용액을 유리판에 주입하여 전체 표면을 덮습니다. 다음 조건에 따라 정렬 도면층을 스핀 코팅합니다.

스핀 코팅 후, 코팅되지 않은 면의 유리판에 독특한 표시를 표시하여 동상성 및 평면 정렬 층을 인식합니다. 코팅된 유리판을 섭씨 110도의 열판에 10분 동안 올려 놓고 정렬층 혼합물에 존재하는 대부분의 용매를 제거합니다. 모든 유리판이 코팅되면 섭씨 180도의 오븐에 1시간 동안 넣어 폴리아미드 층을 경화시킵니다.

코팅된 유리판에 마이크로채널을 만들려면 코팅된 면이 아래로 향하도록 각 평면 평면을 벨벳 천에 놓습니다. 두 손가락으로 균일하고 부드러운 압력을 가합니다. 벨벳 천의 표면을 따라 유리판을 직선 방향으로 조심스럽게 끕니다.

그런 다음 유리판에 공기를 불어 넣습니다. 다음으로, UV 경화 접착제와 직경이 20 마이크로 미터로 잘 정의 된 유리 구슬을 혼합하여 접착제를 준비합니다. 평면 정렬 레이어로 코팅된 유리판의 인접한 두 모서리에 두 개의 작은 접착제 방울을 놓습니다.

그런 다음 다른 두 모서리에서 약 5mm 떨어진 곳에 다른 접착제 두 방울을 떨어뜨립니다. LC 혼합물을 위한 충분한 공간을 제공하기 위해 플레이트의 가장자리 사이에 약 4mm의 간격을 두고 첫 번째 유리판 위에 항상성 정렬층으로 코팅된 유리판을 놓습니다. 그런 다음 두 개의 유리판 또는 셀을 2분 동안 자외선 아래에 두어 접착제를 경화시킵니다.

항상성 면이 위로 향하도록 핫 플레이트에 셀을 놓습니다. 유체가 네마틱 단계보다 점성이 낮기 때문에 셀을 쉽게 채울 수 있도록 온도를 섭씨 110도로 설정하십시오. 이제 LC 혼합물의 일부를 셀 가장자리에 놓아 고체가 녹고 액체 혼합물이 모세관을 통해 셀로 흐르

셀이 채워질 때까지 가장자리에 혼합물을 더 추가합니다. 세포가 채워지면 섭씨 90도까지 천천히 냉각하여 선변 상태가 되도록 합니다. 필름이 섭씨 90도에 도달하자마자 이 온도에서 30분 동안 자외선 아래에 셀을 두어 혼합물을 중합합니다.

중합 후 셀을 섭씨 130도의 핫 플레이트에 약 10분 동안 놓습니다. 셀을 실온으로 식힌 후 한쪽 가장자리에 면도날을 놓고 두 개의 유리판 사이로 밀어 넣어 엽니다. 필름을 떼어내려면 면도날로 모서리를 들어 올리십시오.

유리판에서 필름을 부드럽게 떼어냅니다. 그런 다음 필름의 분자 디렉터를 따라 스트립을 자릅니다. 다음으로, 필름의 1.7cm가 자유롭게 움직일 수 있도록 자동 폐쇄 핀셋을 사용하여 필름 샘플을 고정합니다.

샘플을 수직으로 잡고 자체 진동 관찰을 위해 샘플에 수직으로 발광 다이오드 빔을 향하게 합니다. 광 조사 하에서 관찰된 필름의 진동 운동은 제시된 프로토콜에서 입증되었으며 스플레이 정렬의 품질은 자체 유지 작동에 중요합니다. 필름은 투명해야 합니다.

올바른 스플레이 정렬을 확인하기 위해 유리 기판에 부착된 필름을 확산된 백색 광원 위의 교차 편광판 사이에서 관찰합니다. 필름이 스트립에 있을 때, 항상성 측의 곡선 중심과 함께 자연스러운 곡률을 나타내는데, 이는 중합에서 발생하는 잔류 응력으로 인한 것입니다. 고속 카메라에 의해 등록된 기계적 및 열적 진동은 프로토콜의 성공을 확인합니다.

필름이 고정되면 빛의 방향으로 평평한 상태를 향해 구부러지지 않습니다. 그런 다음 필름은 기계적 및 열적 진동으로 지속적으로 움직이기 시작합니다. 이 현상을 관찰하는 핵심 요소는 광열 효과와 빛의 강도와 위치에 의해 제어되는 필름의 자체 음영입니다.

광도가 너무 낮으면 힌지의 온도가 충분하지 않기 때문에 큰 굴곡이 발생하지 않는 반면, 힌지의 광도가 너무 높으면 오버슈팅이 유발됩니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 4시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 안정적인 진동을 얻을 수 있도록 중합 전에 액정상의 정렬을 확인하는 것이 중요합니다.

이 프로토콜의 힘은 필름의 치수와 빛의 강도를 변경하여 진동의 주파수와 진폭을 변경할 수 있다는 것입니다. 개발 후 이 방법은 재료 과학 분야의 연구자들이 연질 물질의 다른 평형 운동을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 광반응성 필름을 얻기 위해 정렬된 액정 네트워크를 준비하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

빛으로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으므로 이러한 실험을 수행하는 동안 항상 자외선 차단 안경을 착용해야 한다는 것을 잊지 마십시오.