전기 화학 Cholesteric 액체 결정 장치를 신속 하 고 낮은 전압 색깔 변조에 대 한

콜레스트릭 액정은 밝은 반응 색을 갖는 것으로 알려져 있으며, 빠른 색상 변조는 차세대 반사 디스플레이의 개발에 중요하다. 우리의 방법은 콜레스트액액결정에 대해 보고된 가장 낮은 작동 전압으로 가장 빠른 색상 변조를 가능하게 합니다. 핵심은 FcD입니다.

레독스 반응형 헬릭 트위스트 파워가 있는 키랄 도트. 절차를 시연하는 것은 포스트독인 토쿠나가 쇼이치와 실험실대학원생 인 멩기안 젠(Mengyan Zeng)이 될 것입니다. 담즙액액 혼합물을 준비하기 시작하려면 10 밀리리터 유리 바이알에 84.6 밀리그램의 5OCB 및 5.922 밀리그램의 FcD를 배치하십시오.

별도의 바이알에서 디클로로메탄의 10 밀리리터에 EMIm-OTf 12.9 밀리그램을 용해하십시오. EMIm-OTf 용액의 2.1 밀리리터를 액정 혼합물로 옮기고 유리병을 부드럽게 흔들어 성분을 잘 혼합합니다. 그런 다음 유리병을 알루미늄 호일로 덮고 바늘로 호일에 여러 개의 구멍을 뚫습니다.

용액을 섭씨 80도에서 1시간 동안 가열하여 대부분의 DCM이 증발합니다. 바이알을 진공 아래에 넣고, 투명한 오렌지액정 혼합물을 얻기 위해 남은 DCM을 제거하기 위해 또 다른 시간 동안 가열한다. 다음으로, ITO 유리 를 준비하기 시작하기 위해 원하는 모양으로 ITO패턴 유리 10mm 조각을 자르고 표준 ITO 유리 10 mm 조각을 10 mm 단위로 자른다.

ITO 유리의 두 조각을 모두 만지지 않고 희석 된 계면 활성제에 놓습니다. 알칼리계 활성제 용액 60밀리리터와 240밀리리터의 초순수수를 500밀리리터 유리 용기에 담급다. 30분 동안 희석 알칼리 계면활성제로 플레이트를 초음파 처리합니다.

이어서, 계면활성제를 데산하고, 초순수수의 200밀리리터 부분으로 플레이트를 헹구는다. 이 헹기 절차를 총 세 번 수행합니다. 300 밀리리터의 초순수로 용기를 리필하십시오.

플레이트를 20분 동안 초음파 처리합니다. 그리고 물을 데수. 이 방법으로 총 세 번 매우 순수한 물에 접시를 씻어.

마지막으로, 질소 가스의 스트림으로 깨끗한 접시를 건조하고 깨끗하고 일회용 페트리 접시에 저장합니다. 깨끗한 건조기에 요리를 보관하십시오. 세포 준비를 시작하려면 니트로메탄에서 PEDOT의 계량 분산에 의해 0.7%를 초음파 처리하여 60분 동안 폴리머가 잘 분산되도록 합니다.

그런 다음, 스핀 코터에 깨끗한 표준 ITO 유리를 고정하고 질소 블로우 건으로 ITO 코팅 표면에서 먼지를 제거합니다. ITO 표면에 갓 초음파 처리된 PEDOT 분산 50마이크로리터를 조심스럽게 바르고 60초 동안 1000 RPM에서 플레이트를 스핀 코팅합니다. 코팅 된 접시가 그 후 1 시간 동안 주변 공기에 앉게하십시오.

다음으로, 레이온 천이 장착된 문지르기기계에 패턴ITO 플레이트를 고정합니다. 질소 가스 스트림 아래에 ITO 패턴 표면을 철저히 문지릅니다. 그런 다음 먼지가 없는 지역에서는 광학 접착제 한 방울과 비슷한 크기의 5 마이크로미터 의 보로실리케이트 유리 구슬을 혼합합니다.

페토 코팅 플레이트를 작업 공간에 올려 놓습니다. 플레이트의 좁은 면의 각 모서리에 접착제 혼합물의 약 0.2 입방 밀리미터를 적용하십시오. 그 쪽에서 8밀리미터 떨어진 곳에 접착제의 두 부분을 더 발라 접시에 8x 10mm 직사각형을 형성합니다.

패턴ITO 플레이트를 PEDOT 코팅 플레이트를 따라 부분적으로 낙하와 정렬된 하나의 가장자리로 접착제에 아래로 향하여 플레이트를 약 2밀리미터 간격으로 처리합니다. 셀의 변두리 패턴이 사라지는 것으로 표시된 플레이트 사이의 균일한 간격을 달성하기 위해 셀의 모서리를 부드럽게 누릅니다. 접착제를 설정하기 위해 365 나노미터 UV 광으로 세포를 20 초 동안 조사합니다.

접착제 경화를 완료하기 위해 3 시간 동안 100섭씨 100도에서 뜨거운 접시에 셀을 가열합니다. 마지막으로, 초음파 sautering에 의해 각 플레이트의 노출 된 ITO 표면에 알리게이터 클립이 장착 된 전도 와이어를 연결합니다. 절연 테이프를 사용하여 유리 셀의 와이어를 현미경 슬라이드로 고정하여 나중에 쉽게 처리할 수 있습니다.

ITO 유리, 작은 주걱, 콜레스티스 액정 혼합물을 섭씨 80도에서 10-15분 동안 가열합니다. 이어서, 가열된 주걱을 가진 플레이트 사이의 간격으로 소량의 열온 담즙액 액정 혼합물을 신속하게 전달한다. 세포는 약 60초 안에 모세관 작용에 의해 채워집니다.

세포가 가득 차면 스테이지 온도를 섭씨 37도로 낮추고 셀이 해당 온도에서 안정될 때까지 기다립니다. 액정 장치의 중심을 부드럽게 눌러 밝은 반사 된 색상을 확인하여 깎아 지른듯한 힘을 적용하십시오. 그런 다음 렌즈를 향한 장치의 패턴 측면이 있는 디지털 광학 현미경 아래에 장치를 핫 스테이지 위에 놓습니다.

패턴 및 PEDOT 코팅 플레이트를 각각 포테니오토스타트의 양수 및 음수 단말에 연결합니다. 포테니오토스타트를 구성하여 4초 동안 1.5볼트를 바르고 8초 동안 0볼트를 번갈아 가도록 한다. 전압을 순환하는 동안 디지털 현미경으로 액정 장치의 색상 변화를 관찰하고 기록합니다.

다음으로, UV 비스 분광광계를 설정하여 800~300나노미터의 송신을 스캔합니다. 샘플 컴파트먼트에 작은 잭을 넣어 뜨거운 무대를 잡습니다. 액체 결정 장치를 핫 플레이트에 놓고 따뜻하게 유지하고 빈 핫 스테이지의 배경 측정을 얻습니다.

그런 다음 장치를 다시 뜨거운 단계로 로드하고 빔을 향한 패턴 측으로 분광계에 배치합니다. 어두운 천을 사용하여 샘플 챔버 도어와 전선 사이의 간격을 덮습니다. 장치가 섭씨 37도에서 안정화될 때까지 몇 분 정도 기다립니다.

필요한 경우, 전송을 최대화하기 위해 뜨거운 단계의 위치를 조정합니다. 그런 다음 장치를 통해 초기 스펙트럼의 송신을 획득합니다. 그 후, 4 초 동안 장치에 1.5 볼트를 적용하고 즉시 송신 스펙트럼을 취득한다.

측정이 완료되면 8초 동안 장치에 0볼트를 적용하고 다른 스펙트럼을 획득합니다. 마지막으로 시간이 지남에 따라 510나노미터에서 백분율 전송을 기록하면서 4초 동안 1.5볼트와 8초 동안 0볼트 사이의 전압을 5회 5회 사이클링합니다. 치랄 페로센 비나프톨 복합체로 도핑된 콜레스트릭 액정은 밝은 파란색으로 나타났으며 467나노미터를 중심으로 반사 밴드를 장착했다.

액정 용액과 접촉하여 ITO 전극에 1.5볼트를 적용하여 반사밴드를 485나노미터 중심으로 전환시켰다. 산화 된 담즙 액정은 산화되지 않은 파란색 환경에 대해 녹색에 밝은 시안으로 나타났다. 반사 밴드는 파란색 반사 색상의 해당 복구와 함께 전극에 0 볼트를 적용하면 467 나노미터로 다시 이동했습니다.

방향 장애증가로 인해 반복된 사이클로 인해 송신이 겸손하게 감소했지만, 이것은 장치에 순수한 힘을 가하여 수리되었다. 파란색에서 시안으로 의 색 변경은 0.4초 만에 발생했으며, 복귀 는 2.7초가 걸렸습니다. 0.5초 동안 1.5볼트를 번갈아 가며 5초 동안 0볼트를 바르면 깜박이는 전극이 생겼습니다.

시술을 시도할 때는 셀을 조립할 때주의하십시오. 셀의 품질은 장치의 디스플레이 이미지의 품질을 결정합니다. 순환 voltammetry를 사용하여 장치를 작동하기 위한 적절한 전압 범위를 식별할 수 있습니다.

전자 분광법에 대한 X선은 액정 물질에서 산화 된 부분의 출현을 확인할 수 있습니다. 레독스 반응형 키롤 도펀트 및 기타 성분의 화학 구조를 정밀하게 튜닝함으로써 풀 컬러 전자 종이와 같은 새로운 유형의 반사 디스플레이를 개발할 수 있습니다. 우리의 키롤 도펀트의 메커니즘의 추가 조사, chirol 유도의 분자 메커니즘은 여전히 불분명 콜레스테릭 액정의 기본 과학을 심화 할 수 있습니다.