Name: 트위스트 벤드 네매틱 액정의 고대비 및 빠른 광역학 스위칭 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-31T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: 배우세요 액정의 점탄성 신장 특성을 특성화하는 방법을. 광자점탄성 재료를 개발하고 구조-점탄성 관계를 탐구하는 데 활용할 수 있습니다.

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이 작품은 HAS-JSPS 양자 공동 연구 프로젝트에 의해 지원되었다. 보조금 NKFIH PD 121019 및 FK 125134의 재정 지원이 인정됩니다.

1. LC 분자를 평면으로 정렬하기위한 문질러표면의 준비
<ol><li>깨끗한 유리 기판을 준비합니다.<ol>
<li>다이아몬드 기반 유리 커터(재료표)를사용하여 유리 기판을 1cm x 1 cm의 평균 크기의 작은 정사각형 조각으로 잘라낸다. 세제 : 1 : 3의 물 부피 비율과 증류수로 반복적으로 헹구습니다 (일반적으로 각 헹구에 대해 초음파 처리 5 분으로 10 배 이상).</li>
		<li>기판을 자외선 오존(UV-O3) 클리너(재료표)에 10분 이상 적용한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>깨끗한 유리 기판에 평면 정렬 층을 코팅합니다.<ol>
<li>폴리이미드 평면 정렬 솔루션의 1 mL의 20 μL(재료 표,있는 것으로 사용 됨) 파이펫을 세척 유리 기판에. 3,000 rpm에서 스핀 코터(재료 표)를사용하고 70 s의 실온 (RT)을 사용하여 용액을 즉시 스핀 코팅하십시오. 주: 정렬 레이어의 일반적인 두께는 약 20 nm입니다.</li>
		<li>코팅된 유리 기판을 80°C에서 60분 동안 구워 용매를 제거하고 180°C에서 경화시 >60분 동안 굽습니다. 회전 속도 = 300rpm, 플레이트 속도 = 20mm/s, 인상 = 0.3 mm를 사용하여 레이온 클로스 마찰 기계(재료 표)를사용하여 기판을 문지르면 LC 재료의 축축한 정렬을 실현합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. LC 세포의 준비
<ol><li>정렬 층으로 코팅된 유리 기판을 다른 기판 위에 놓고 정렬 레이어를 대면하여 80% 겹쳐서 셀을 형성하도록 합니다. 참고: 20% 겹치지 않은 표면은 셀에 LC 물질을 도입하는 데 사용됩니다.</li>
	<li>광반응성접착제(재료 표)와0.1 mg의 마이크로미터 크기의 유리 입자(직경 = 5 μm)를 깨끗한 유리 기판에 놓고 종이 클립의 끝을 사용하여 수동으로 혼합합니다. 혼합 된 재료를 셀의 4 모서리로 이동하여 세포 간격을 조정하고 365 nm (1.1 W /cm2)의파장을 가진 저압 수은 증기 짧은 아크 램프(재료 표)를사용하여 셀을 조명합니다. 셀을 LED 램프 아래에 1cm 의 거리에서 5 분 동안 놓습니다.</li>
	<li>조명 후, 셀을 뜨거운 스테이지에 놓고 단계의 목표 온도를 등방성 액체(I)-네매틱(N) 상 전이(전형적으로 160°C)의 온도로 가열한다. LC 물질을 전사(1-[4-부톡시아조벤젠-4'-yloxy]-6-[4-시안비페닐-4' 헥산; CB6OABOBu; 0.2−10.0 μL) 세포의 하나의 열린 표면에 및 LC 물질과 세포의 입구 사이의 접촉을 얻기 위해 마이크로 스패툴라를 사용하여 세포 입구쪽으로 물질을 밀어 넣습니다. LC 물질이 모세관력에 의해 세포에 채워질 때까지 기다립니다. 참고 : CB6OABOBu는 위상 순서를 갖는다 : 냉동 100.3 ° C TB 105.2 ° C N 151.7 ° C 나는 가열에 나는 151.4 ° C N 104.5 ° C TB 83 ° C 냉방에 울고. 흐름 유도 정렬이 촉진되므로 CB6OABOBu를 N 상 또는 TB 상에 도입하지 마십시오.</li>
</ol>3. 광학 현미경 을 편광하여 질감 특성화
<ol><li>4x--100x 대물 렌즈를 사용하여 편광 광 현미경(POM, 재료 표)에서± 0.1 K 정확도로 샘플 온도(40−180°C)를 제어하기 위해 핫 스테이지에 놓인 LC 세포를 관찰합니다. 냉각 및 가열 중에 디지털 컬러 카메라를 사용하여 텍스처를 순차적으로 기록합니다.</li>
	<li>파장이 365 nm (50 mW /cm2)인POM에 장착 된 UV 에피 일루미네이터(재료 표)를사용하십시오.</li>
</ol>4. 광유병 측정
<ol><li>유변학 측정준비.<ol>
<li>레오미터(재료표)의단계에 샘플을 배치하기 전에, 유변학 연구의 정확성을 보장하기 위해 제조업체의 지침에 따라 소프트웨어에 의해 제어되는 형상 관성 교정 및 제로 갭 교정을 수행합니다. . CB6OABOBu 분말 샘플 의 250mg의 무게를 측정하고 레오미터의 기본 석영 플레이트에로드합니다. 참고 : 본 연구에서는 직경 이 50mm의 접시가 사용됩니다.</li>
		<li>시료 챔버의 온도를 I-N 상 전이 점(>160°C) 이상의 값으로 설정합니다. 측정 플레이트를 기본 석영 플레이트에 접근하여 샘플을 샌드위치로 설정합니다(사용되는 일반적인 갭 값 = 20 μm). 측정 판이 목표 간격보다 25 μm 높은 트리밍 위치에서 멈출 때 간격 외부에 있는 초과 샘플(예: 용지 와이프사용)을 다듬습니다. 참고: 측정이 부정확하기 때문에 샘플 챔버에 CB6OABOBu의 초과 량이 유입되는 것을 허용하지 마십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>유변학 측정을 수행합니다.<ol>
<li>365 nm (1−100 mW / cm2)에서UV 광을 조사하여 고압 수은 증기 짧은 아크 램프를 사용하여 CB6OABOBu의 광변조를 측정합니다. 참고 : 빛은 기본 석영 플레이트를 통해 샘플 용기 아래에서 안내됩니다.</li>
		<li>1) 재료의 동적 복원 정보를 추출하기 위한 진동 모드 및 효과적인 회전 점도를 얻기 위한 2) 꾸준한 회전 모드에서 측정을 수행합니다. 회전 모드에서 측정의 경우, 13Pa의 일정한 전단 응력사항을 시료에 적용하여 뉴턴 정권에서 측정이 이루어지도록 합니다. 참고: 모드 선택은 제조업체의 지침에 따라 소프트웨어에 의해 수행됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 광차 분현 스캐닝 열량측정
<ol><li>CB6OABOBu 분말 샘플 10 mg의 무게를 측정하고 금 차동 스캐닝 열량계 (DSC) 팬에 로드하십시오. 등방성 상에서 샘플을 170°C로 가열하고 육안으로 관찰한 대로 DSC 팬에 불균일한 시료 분포가 없는지 확인합니다. DSC 팬을 석영 접시로 덮습니다.</li>
	<li>제조업체의지침(재료 표)에따라 사진 DSC 측정을 수행합니다. 10 °C /min의 스캔으로 DSC 데이터를 측정합니다. 참고 : 사진 DSC 기계는 50mW / cm2의UV 광 강도를 갖추고 있습니다.</li>
</ol>6. 엑스레이 회절 특성화
<ol><li>170 °C에서 뜨거운 단계를 사용하여 분말 CB6OABOBu 샘플을 가열하고 모세관 힘에 의해 XRD 모세관 (직경 = 0.5 mm)으로 샘플을 빨아.</li>
	<li>온도 컨트롤러가 장착된 샘플 홀더에 모세관을 부착합니다. 챔버 온도(60°C, 70°C, 80°C, 90°C, 100°C, 100°C, 120°C, 130°C, 140°C, 150°C, 160°C, 각 X선 회절 측정에 대해 170°C)를 설정합니다.</li>
	<li>X선으로 시료를 조사하여 UV 조사 없이 10mW/cm2의 UV 광 강도 하에서 1분 10분 동안 검출기에 의해 회절된 X선 빔을 검출합니다. 참고: 현재 연구는 RIKEN 빔라인 BL45XU에서 수행되었다. 광원은 SPring-8 표준 진공 압정기였습니다. 액체 질소 냉각 Si 이중 결정 단색화기를 사용하여 빔을 단염색화하였다. 파장은 1 Å였다.</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>
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<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>
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<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>

저자는 공개 할 것이 없다.

그림 1에서알 수 있듯이 CB6OABOBu는 냉각 시 I, N, TB 및 Cry 위상 시퀀스가 있는 포토 반응형 소재입니다. 이러한 단계의 국부적 주문은 크게 다르기 때문에 유변학적 특성의 사진 구동 스위칭은 양호한 점탄성 대비를 나타낼 것으로 예상됩니다. 이를 정량적으로 조사하기 위해 광 투과 측정을 수행했습니다.
먼저, 어둠 속에서 측정된 유변학 데이터를 고려합니다(그림2a, 빨간색 열린 원). I-N 상 전이에서 유효 점도(θeff)가감소하며, 이는 전단 유도 유동 정렬에 기인합니다. N상에서 점도는 전단 응력과 실질적으로 독립적이며, 뉴턴 유체 거동을나타낸다(도 2b). TB 상으로 전환하면 유효 전단 점도가 한 단계 ...

환경 변화에 대응하여 점탄성 특성을 변경할 수 있는 스마트 기계 재료는 연구자들 사이에서 엄청난 관심을 불러일으켰습니다. 전환성은 살아있는 유기체에서 반복적인 기계적 반응의 견고성을 제공하는 가장 중요한 재료 요인으로 간주됩니다. 현재까지 다재다능한 기능을 갖춘 인공 전환 가능한 재료는 연질 물질 (즉, 광 반응 하이드로겔1,2,3,폴리머4,5) 등을 활용하여 설계되었습니다. 6,7,8,9,10,11, 액정 [LC]9,10,11, 12,13,14,15,16 ,17,pH 반응 미셀18,19,20 ,21,22, 및 계면 활성제23). 그러나 이러한 재료는 가역성 부족, 점탄성의 낮은 스위칭 명암비, 낮은 적응도 및 느린 스위칭 속도 등 하나 이상의 문제를 겪습니다. 종래의 재료에서 점탄성의 스위칭 명암비와 스위칭 속도 사이에 는 절충이 존재합니다. 따라서 이러한 모든 기준을 고성능으로 다루는 재료를 설계하는 것은 어려운 일입니다. 앞서 언급한 전능성을 가진 물질을 실현하기 위해서는 높은 유동성(점성 특성)과 강성(탄성 특성)의 응급 특성을 전달하는 분자를 선택하거나 설계하는 것이 필수적입니다.
액정은 분자 설계에 의해 조정될 수 있는 잠재적으로 많은 수의 액정 및 고체 상을 가진 이상적인 시스템입니다. 이를 통해 특정 LC 위상에서 서로 다른 길이 스케일에서 자체 조립된 구조물을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 대칭성이 높은 Nematic LCs(NFC)는 단거리 공간 순서로 인해 점도와 탄성이 낮지만, 낮은 대칭 열또는 소성 LC는 1차원 및 2차원 장거리로 인해 높은 점도와 탄성을 나타낸다. 주기성. LC 재료가 점탄성 특성에 큰 차이가있는 두 단계 사이를 전환 할 수 있다면 고성능의 점탄성 스마트 소재를 얻을 수 있습니다. 몇 가지 예는9,10, 11,12,13,14,15로보고되었습니다.
이 문서는 빠르고 가역적 인 전시 등방성 (I)-nematic (N)-트위스트 벤드 네매틱 (TB)24-크리스탈 (울음 소리)의 위상 시퀀스와 광기변 LC 물질의 준비를 보여줍니다 (가열 시 그 반대의 경우도 마찬가지), 이는 빛에 반응하여 점탄성 스위칭. 여기서 제시된 점탄성 및 현미경 구조-점탄성 관계의 그림들을 측정하는 방법이 제시된다. 자세한 내용은 대표 결과 및 토론 섹션에 설명되어 있습니다.

<table><tbody><tr><td>21-401-10</td><td>AS ONE</td><td></td><td>마이크로 주걱</td></tr><tr><td>AL1254</td><td>JSR</td><td></td><td>액정용 평면 정렬제</td></tr><tr><td>BX53P</td><td>Olympus</td><td></td><td>편광 현미경 투과/에피 조명 장치</td></tr><tr><td>Discovery DSC 25P</td><td>TI 기기</td><td></td><td>Photo-DSC 장비</td></tr><tr><td>유리 절단기 PRO-1A</td><td>Sankyo</td><td></td><td>A 다이아몬드 기반 유리 절단기</td></tr><tr><td>HS82</td><td>Mettler Toledo</td><td></td><td>핫 스테이지</td></tr><tr><td>MCR502</td><td>Anton Paar</td><td></td><td>A 상업용 유변량계</td></tr><tr><td>MRJ-100S</td><td>EHC</td><td></td><td>마찰기</td></tr><tr><td>Norland 광학 접착제 65, 81</td><td>Norland 제품</td><td></td><td>광반응성 접착</td></tr><tr><td>OmniCure S2000</td><td>Excelitas Technologies</td><td></td><td>상업용 고압 수은 증기 쇼트 아크 램프. 최대 70mW/cm^2.</td></tr><tr><td>PILATUS 6M</td><td>Dectris</td><td></td><td>X 선 회절 감지 용 하이브리드 광자 계수 검출기</td></tr><tr><td>S1126</td><td>Matsunami Glass</td><td></td><td>Glass 기판</td></tr><tr><td>SC-158H</td><td>EHC</td><td></td><td>스핀 코터</td></tr><tr><td>SCAT-20X</td><td>DKS</td><td></td><td>알칼리성 세제</td></tr><tr><td>SLUV-4</td><td>AS ONE</td><td></td><td>저압 수은 증기 쇼트 아크 램프</td></tr><tr><td>UV-208</td><td>테크노비전</td><td></td><td>자외선 오존(UV-O3) 세정제</td></tr></tbody></table>

트위스트 벤드 네매틱 액정의 고대비 및 빠른 광역학 스위칭

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

특정 자극에 반응하는 스마트 점탄성 재료는 온디맨드 전환 접착 기술, 액추에이터, 분자 클러치 및 나노/현미경 질량과 같은 미래 기술에 중요한 가장 매력적인 재료 군 중 하나입니다. 전송기. 최근에는 특수 고체-액체 전이를 통해 유변학적 특성이 상당한 변화를 나타낼 수 있어 적합한 스마트 점탄성 물질을 제공하는 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 특성을 가진 재질을 설계하는 것은 복잡하며, 전진 및 후진 스위칭 시간은 일반적으로 길다. 따라서 고체-액체 전환을 실현하고, 스위칭 시간을 단축하며, 스위칭 시 유변학적 특성의 대비를 향상시키기 위해 새로운 작업 메커니즘을 탐색하는 것이 중요합니다. 여기서, 광-액체 상 전이가 관찰되며, 이는 편광 광 현미경 검사법(POM), 광류학, 광차 감산 열량계(광-DSC) 및 X선 회절(XRD)을 편광시키는 것을 특징으로 한다. 빛으로 유도된 결정-액체 상 전이는 (1) 전진 및 후면 반응모두에 대한 결정-액체 상의 빠른 스위칭 및 (2) 높은 점탄성 비와 같은 주요 특징을 제시합니다. 특성화에서 POM은 LC 분자 배향의 공간 분포에 대한 정보를 제공하고, 재료에 나타나는 액정 상 유형을 결정하고, LC의 방향을 연구하는 데 유리합니다. 광 자극 하에서 재료의 유변학적 특성을 측정할 수 있으며 재료의 광회학적 스위칭 특성을 나타낼 수 있습니다. Photo-DSC는 어둠과 광 조사 하에서 물질의 열역학 적 정보를 조사하는 기술입니다. 마지막으로 XRD는 물질의 미세한 구조를 연구할 수 있습니다. 이 문서의 목적은 광유문 물질의 논의 된 특성을 준비하고 측정하는 방법을 명확하게 제시하는 것입니다.

POM 이미지, 광류도 측정 데이터, 사진-DSC 데이터 및 XRD 강도 프로파일은 온도 변화 동안 및 UV 빛을 비추는 동안 어둠 속에서 수집되었습니다. 그림 1a, b는 모델링 프로그램에서 MM2 포스필드에 의해 최적화된 위상 서열 및 가능한 적합성(예: ChemBio3D)과 함께 CB6OABOBu의 구조를 나타낸다.
CB6OABOBu가 트랜스 상태에 있을 때, 두 개의 에너지 그럴듯한 형태가 나타나고, 뒤틀린 형태는 결핵 상 형성을 촉진하는 가장 안정적인 형태이다. CB6OABOBu가 UV 광에 노출되었을 때 시스 상태에 흥분하면 꼬임 형태가 실현됩니다. 모델링 프로그램에 의해 만들어진 현재의 형태 최적화는 단일 분자의 형성을 결정하는 데 유용하지만 상호 작용하는 여러 분자의 형태 상태를 시뮬레이션하는 데 사용할 수 없습니다. 더 큰 분자 클러스터의 자체 어셈블리.
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이 프로토콜은 온도를 증가시킴으로써 고체 상, 다양한 액결정 상 및 등방성 액체 상을 나타내는 광변학 물질의 제조를 보여줍니다. 여기서 제시된 재료의 구조-점탄성 관계를 측정하는 방법이 제시된다.

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

이 프로토콜은 액정의 점탄성 스트레칭 특성을 특성화하는 방법을 설명하고 새로운 광원 물질을 개발하는 방법에 대한 주요 질문에 답하는 데 도움이됩니다. 이 방법의 주요 장점은 유변학적 특성및 관련 구조 적 특성이 실시간으로 빛 자극하에서 측정할 수 있어 광변 스위칭 동작을 기록할 수 있다는 것입니다. 절차를 시작하기 전에 다이아몬드 기반 유리 커터를 사용하여 평균 1센티미터 크기의 유리 기판을 자르고 알칼리성 세제에서 38 또는 42 킬로미터헤르츠로 조각을 씻으실 수 있습니다.다음으로 10 5분간 세척할 때 신선한 증류수로 초음파 처리로 기판을 헹구고, 기판을 UV-오존으로 10분 이상 세척한다. 평면 정렬 레이어를 추가하려면 파이펫을 사용하여 폴리아미드 플래너 정렬 용액의 1밀리리터를 각 세척 유리 기판에 20 마이크로리터 방울로 분배합니다. 즉시 스핀 코터를 사용하여 약 20 나노미터 두께의 정렬 층을 기판에 회전시합니다.스핀의 끝에서, 용매를 제거하기 위해 섭씨 80도에서 코팅 유리 기판을 굽고, 180섭씨에서 적어도 60 분 동안 경화합니다. 그런 다음 레이온 천 마찰 기계를 사용하여 적절한 매개 변수에서 기판을 문질러주세요. 광반응 접착제 100마이크로리터와 5마이크로미터 직경의 유리 입자0.1밀리그램을 새로운 유리 기판에 추가하고 종이 클립 끝을 사용하여 재료를 혼합합니다.혼합 물질을 유리 기판 셀의 4개의 모서리로 이송하여 세포 간격을 조정하고, 저압 수은 증기 짧은 아크 램프 또는 UV를 사용하여 365나노미터 파장으로 세포를 비춥니다. 조명 후, 세포를 뜨거운 단계에 배치하고, 상기 단계의 목표 온도를 설정하여 이소트로픽 액체 네매트 상 전이 위의 온도로 세포를 가열한다. 상 전이가 끝나면 전체 0.2에서 10 마이크로리터 액정 물질을 세포의 하나의 열린 표면에 전달합니다.마이크로파티큘라를 사용하여 액체 결정 물질과 세포의 입구 사이의 접촉을 얻기 위해 세포 입구쪽으로 재료를 밀어 넣습니다. 그런 다음 액정 물질이 모세관력으로 세포를 채울 때까지 기다립니다. 액정 세포의 질감 특성화를 위해, 편광 광 현미경하에서 플러스 또는 마이너스 0.1 켈빈 정확도로 샘플 온도를 제어하기 위해 샘플을 뜨거운 단계에 배치합니다.디지털 컬러 카메라와 UV 에피 일루미네이터를 사용하여 UV 조사 없이 냉각 및 가열 시 텍스처를 순차적으로 기록합니다. 샘플의 유변학적 측정을 위해 먼저 제조업체의 지침에 따라 소프트웨어 내에서 형상 관성 및 제로 갭 교정을 수행합니다. 그런 다음 가루 CB6OABOBu 샘플의 250 밀리그램을 계량합니다.다음으로 샘플을 류미터의 기저 석영 판에 적재하고, 샘플 챔버의 온도를 등위-네매계 상 전이점 위의 값으로 설정한다. 그런 다음 측정 플레이트에 기초 석영 판에 접근하여 샘플을 샌드위치하기 위한 갭 값을 설정합니다. 측정 플레이트가 트리밍 위치에서 멈출 때 틈새 외부에 있는 초과 샘플을 트리밍하기 위해 종이 실험실 물티슈를 사용합니다.측정을 수행하기 위해, 365 나노미터에서 샘플을 조사하여 고압 수은 증기 짧은 아크 램프를 사용하여 CB6OABOBu의 광변적 스위칭을 측정한다. 네매틱 단계에서 분자의 단방향 정렬이 실현됩니다. 어둠 속에서 비틀림구부림으로 온도를 감소시키는 경우 줄무늬가 액정 세포의 마찰 방향과 평행하게 실행되는 줄무늬 패턴이 형성됩니다.온도의 추가 감소는 결정화로 이어집니다. UV 광을 가진 조사는 변형을 트랜스에서 시스 상태로 변경하여 위상 변화와 질감 변동을 초래하며, UV 광은 비틀림 굽힘 단계에서 시작할 때 줄무늬 텍스처를 네매틱 위상의 단방향 정렬 상태로 변환합니다. UV 광을 끄면 분자가 트랜스 상태를 이완하고 다시 입력하여 비틀림 절삭 단계의 줄무늬 질감을 재구성할 수 있습니다.다양한 조건하에서 CB6OABOBu의 효과적인 점도를 측정하면 효과적인 전단 점도의 온도 의존도가 드러납니다. 여기서 는 제1 및 두 번째 주행 동안 다른 온도에서 효과적인 전단 점도의 전단 응력 의존성을 관찰할 수 있다. 이 그래프에서, 다른 온도에서 UV 조사에 의해 트리거된 효과적인 전단 점도 간의 변화가 도시된다.그리고 이러한 그래프는 두 개의 서로 다른 온도에서 로그 스케일에서 효과적인 전단 점도의 스위칭 곡선을 보여줍니다. 신뢰할 수 있는 데이터를 얻으려면 측정을 받기 직전에 레오미터를 보정하는 것이 중요합니다. 감광성 조광기에 대한 향후 연구를 위한 한 가지 아이디어는 다양한 단계와 조명 조건에서 분자 역학에 대한 통찰력을 줄 수 있는 광대역 유전체 스펙트럼을 확인하는 것입니다.

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

Research

연구

JoVE Journal

Chemistry

화학

신규 방법론은 합성 및 프로그램 주쇄 액정 엘라스토머 시판 출발 단량체를 사용하기 위해 제시된다. 작동 성능은 프로그래밍 동안인가 변형량에 의존하면서 열 기계적 특성은 넓은 범위, 가교제의 양을 조절하여 맞춤되었다.

이단 티올 레이트 반응을 이용하여 프로그래밍 주쇄 액정 엘라스토머의 합성

실록산 기반 및 에폭시 기반 액정 엘라스토머(LCE) 및 LCE 나노 복합체의 제조를 시연합니다. LCE는 가역적 변형률, 액정 순서 및 강성과 관련하여 특성화됩니다. 잠재적인 응용 분야로서, 우리는 활성 세포 배양을 위한 맞춤형 장치에서 형상 반응 기질로 사용하는 것을 보여줍니다.

모노 도메인 액정 탄성체 및 액정 엘라스토머 나노 복합 재료의 제조

여기에서는 직접 레이저 쓰기를 사용하여 모양과 분자 정렬을 나노미터 규모의 정확도로 엔지니어링할 수 있는 3D 고분자 마이크로/나노 구조를 제작합니다. 여러 유형의 액정 엘라스토머 미세 구조의 광 유도 변형은 미시적 규모로 제어 할 수 있습니다.

자유 형식 등 엑츄에이터 - 현미경 규모의 제조 및 개폐 제어

여기서는 온도에 따라 액정의 방향 전환을 트리거하는 프로토콜을 제시합니다. 전이 과정과 상세한 이행 진화를 관찰하기 위해 표본을 준비하는 방법론을 설명합니다.

계면 습윤지의 열역학적 성장에 의해 촉발 된 액정의 방향 전환

프로토콜의 목표는 지속적인 빛 조사에서 기계적으로 진동 수 액체 크리스탈 중합체 필름을 만드는 것입니다. 우리가 훌륭한 세부 사항에서 무료 서 영화, 사진-개폐를 액정 정렬 방법의 개념을 설명합니다. 이 자료 준비에 적용 실험 프로토콜은 광범위 하 게 적용 됩니다.

빛에 의해 유도 된 거시적인 진동 모션 액정 네트워크의 준비

여기, 우리는 photoexcited 분자는 열에서 주위 지역 구조의 변형의 관측 시간 해결 적외선 진동 분광학 및 전자 회절의 차동 감지 분석 프로토콜 제시 액체 크리스탈, 구조와이 광 물질의 역학 관계에 원자 관점 주는.

Photoresponsive 액정의 구조 역학을 관찰을 위한 새로운 기술

이 문서는 미세 프로세스 및 액체 결정 탄성 체에서 움직이는 입자를 준비 하는 매개 변수를 설명 합니다. 이 프로세스 작동의 크기 뿐만 아니라 움직이는 입자 및 그들의 크기와 모양 (prolate 강하게에 팽창이 코어-쉘, 야누스 형태학)에서 유사의 준비를 수 있습니다.

액체 결정 탄성 액츄에이터의 미세 준비

반사 cholesteric 액체 크리스탈 디스플레이 장치를 포함 하는 산화 환 원 반응 키 랄도 펀트 신속 하 고 저전압 동작이 표시의 제조에 대 한 프로토콜.

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

타겟이 불분명 한 대사는 대사 프로파일의 스냅 샷을 생성하는 가설을 제공합니다. 이 프로토콜은 혈청 세포 또는 조직에서 대사 산물의 추출 및 분석을 보여줍니다. 대사 산물의 범위는 액체 - 액체 상 추출을 사용하여 조사하는, 마이크로 ultraperformance 액체 크로마토 그래피 / 차동 분석 소프트웨어에 결합 고해상도 질량 분석법 (UPLC-HRMS).

Ultraperformance 액체 크로마토 그래피 고해상도 질량 분석 (UPLC-HRMS)를 사용하여 생물 소스에서 타겟이 불분명 한 대사

세균성 세포벽은 펩티드에 의해 교차된 당가닥의 거대 분자 네트워크인 펩티도글리칸으로 구성됩니다. 울트라 퍼포먼스 액체 크로마토그래피는 펩티도글리칸 조성물의 새로운 발견을 위한 고해상도 및 처리량을 제공합니다. 우리는 세포벽 (sacculi)의 격리와 UPLC를 통해 분석을위한 후속 준비를위한 절차를 제시합니다.

초성능 액체 크로마토그래피에 의한 조성 분석을 위한 세균세포벽의 격리 및 준비

배우세요 액정의 점탄성 신장 특성을 특성화하는 방법을. 광자점탄성 재료를 개발하고 구조-점탄성 관계를 탐구하는 데 활용할 수 있습니다.

트위스트 벤드 네매틱 액정의 고대비 및 빠른 광역학 스위칭

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