Oriëntatie Transitie In Een Vloeibaar Kristal Uitgelijnd Door De Thermodynamische Groei Van Interfacial Wetting Sheets

Het algemene doel van deze procedure is om een oriëntatieverschuiving van een vloeibaar kristal te activeren als reactie op temperatuur. En om de overgang te karakteriseren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van vloeibare kristallen, zoals thermodynamisch oppervlakte-ankergedrag.

En het voordeel van dit protocol is dat de oriëntatieverschuiving op deze continue manier duidelijk kan worden gevisualiseerd. En als de betrokken fysische eigenschappen systematisch kunnen worden onderzocht. Om deze procedure te beginnen, bereid een milliliter perfluoropolymeeroplossing voor door het gewenste perfluoropolymeer op te lossen in een commercieel oplosmiddel met een verhouding van een op twee om uniforme films van 0,5 tot 1 micrometer dik te garanderen voor spincoating.

Was vervolgens glazen substraten door sonicatie bij 42 kilohertz in een alkalisch wasmiddel. Spoel vervolgens elke substraat herhaaldelijk af met gedestilleerd water. Na het spoelen en drogen van de substraten, onderwerp ze gedurende 10 minuten aan een UV-ozoonreiniger.

Laat vervolgens 20 microliter van de perfluoropolymeeroplossing druppelen op elke gereinigde glazen substraat. Spincoat de oplossing onmiddellijk bij 3.500 tpm en kamertemperatuur gedurende 70 seconden. Bak vervolgens de film gedurende 60 minuten bij 80 graden Celsius om het oplosmiddel te verwijderen en gedurende 60 minuten bij 200 graden Celsius voor uitharding.

Breng een foto-uithardbare hars voorgemengd met glazen deeltjes van micrometergrootte aan op een van de met film beklede glazen substraten. Plaats vervolgens een tweede met film bekleed glazen substraat op de eerste substraat. Gebruik een LED-lamp met een golflengte van 365 nanometer om de twee substraten aan elkaar te lijmen. Introducéér vervolgens 0,2 tot 10 microliter CCN47 in elk van de voorbereide LC-cellen met behulp van een spatel onder capillaire kracht bij een temperatuur hoger dan de isotherme nematische faseovergangstemperatuur.

Bekijk nu de LC-cellen onder polariserende optische microscopie met objectieven van vier tot 100X in combinatie met een hot stage om de monstertemperatuur te regelen met een nauwkeurigheid van plus of min 0,1 Kelvin. Gebruik een digitale kleurencamera om de texturen vast te leggen in meer dan vijf frames, met gelijke intervallen per Kelvin, zowel bij afkoeling als opwarming in het bereik van 291 tot 343 Kelvin. Voor diëlektrische spectroscopie, bereid een LC-cel met ITO-elektroden voor door looddraad aan elk substraat te solderen.

Om de capaciteit van de LC-cellen te meten, sluit de cellen aan op de terminals van een commerciële impedantie-versterker. Meet vervolgens de tijdsafhankelijkheid van de capaciteit van de LC-cellen elke vijf minuten met de analyzer. Voor HR-DSC-analyse plaatst u de LC-cellen in een zelfgemaakte HR-DSC om te worden onderzocht.

Voer metingen uit met scansnelheden van 0,05 tot 0,10 Kelvin per minuut om de minimale temperatuurresolutiekracht te verbeteren. De evolutie van de textuur gemaakt door polariserende optische microscopie en diëlektrische spectroscopiemetingen tijdens de oriëntatieverschuiving van de planaire naar verticale oriëntatiestate tijdens afkoeling en opwarming wordt hier weergegeven. Bij afkoeling bevindt de planaire oriëntatie zich net onder de isotherme nematische overgangstemperatuur.

Met het verschijnen van twee en vier borstel-Schlieren-texturen. Door annealing of verdere koeling wordt het gezichtsveld volledig donker, wat wijst op de voltooiing van de oriëntatieverschuiving. HR-DSC-gegevens die de warmtestroom door het monster als functie van temperatuur en tijd vertegenwoordigen, worden hier getoond.

De variatie in warmtestroom met tijdgegevens werd gebruikt om de Avrami-exponent na de oriëntatieverschuiving te analyseren. X-ray diffractiepatronen bij lage invalshoek in druppelgeometrie en in C2 LC-celgeometrie bij verschillende temperaturen. Demonstreren korte-afstandsordening van quasi-smectic a-wetting sheets.

Met laagstructuren gevormd nabij het oppervlak. Zelfs in het temperatuurbereik van de planaire oriëntatiestaten, blijven quasi-smectic a-wetting sheets bestaan, wat aangeeft dat de oriëntatievoordwaarde van het oppervlak gefrustreerd is. Het hysteresisbereik is consistent met het hysteresisbereik bevestigd door polariserende optische microscopie en diëlektrische spectroscopie, wat suggereert dat de oriëntatieverschuiving wordt geactiveerd door quasi-smectic a-wetting sheetgroei.

Zodra beheerst, kan de observatie van de oriëntatieverschuiving in vier uur worden gedaan als de voorbereidingsprocedures correct worden uitgevoerd. Na deze procedure kunnen andere methoden zoals fluorescente confocale microscopie en niet-lineaire optische analyse worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals de speciale verdeling van oriëntaties van de vloeibare kristaldirector. Na de ontwikkeling ervan, baande deze techniek de weg voor onderzoekers op het gebied van oppervlaktewetenschap van vloeibare kristallen om verbanden te verkennen tussen de microscopische structuren nabij oppervlakken en de microscopische structuren en eigenschappen.

Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een monster moet voorbereiden om de oriëntatieverschuiving te observeren en hoe u de belangrijke fysische eigenschappen kunt karakteriseren.