Este protocolo demonstra a preparação de um material fotoreológico que exibe uma fase sólida, várias fases cristalinas líquidas e uma fase líquida isotrópica, aumentando a temperatura. Aqui são apresentados métodos para medir a relação estrutura-viscoelasticidade do material.
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Artigo de método
Troca fotorologia de alto contraste e rápida de um cristal líquido nematic de curvatura
Neste artigo
Resumo
Resumo
Materiais viscoelásticos inteligentes que respondem a estímulos específicos são uma das classes mais atraentes de materiais importantes para tecnologias futuras, como tecnologias de adesão switchable demanda, atuadores, embreagens moleculares e massa nano-/microscópica Transportadores. Recentemente verificou-se que através de uma transição sólida-líquido especial, propriedades reológicas podem apresentar mudanças significativas, proporcionando assim materiais viscoelásticos inteligentes adequados. Entretanto, projetar materiais com tal propriedade é complexo, e os tempos de comutação para a frente e para trás são geralmente longos. Portanto, é importante explorar novos mecanismos de trabalho para realizar transições de líquido sólido, encurtar o tempo de comutação e aumentar o contraste de propriedades reológicas durante a mudança. Aqui, observa-se uma transição de fase cristal-líquido induzida pela luz, que se caracteriza por meio de microscopia luminosa polarizadora (POM), fotoreometria, calómetria de digitalização fotodiferencial (foto-DSC) e difração de raios-X (XRD). A transição de fase cristal-líquido induzida pela luz apresenta características-chave, como (1) comutação rápida de fases cristalinas e líquidas para reações para a frente e para trás e (2) uma alta relação de contraste de viscoelasticidade. Na caracterização, a POM é vantajosa ao oferecer informações sobre a distribuição espacial das orientações das moléculas LC, determinar o tipo de fases cristalinas líquidas que aparecem no material e estudar a orientação dos LCs. Photorheometry permite a medição das propriedades reológicas de um material estímulos leves e pode revelar as propriedades de comutação fotoreológicas dos materiais. Photo-DSC é uma técnica para investigar informações termodinâmicas de materiais na escuridão e irradiação de luz. Por fim, a XRD permite o estudo de estruturas microscópicas de materiais. O objetivo deste artigo é apresentar claramente como preparar e medir as propriedades discutidas de um material fotorheológico.
Introdução
Materiais mecânicos inteligentes com a capacidade de mudar suas propriedades viscoelásticas em resposta à variação ambiental geraram um enorme interesse entre os pesquisadores. A comutabilidade é considerada o fator material mais importante, que oferece robustez da resposta mecânica repetitiva em organismos vivos. Até à data, materiais artificiais com funções versáteis foram concebidos apelando à matéria mole (ou seja, hidrogéis fotoresponsivos1,2,3,polímeros4,5, 6,
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Protocolo
1. Preparação de superfícies esfregadas para alinhar moléculas LC planarly
- Prepare substratos de vidro limpo.
- Corte os substratos de vidro usando um cortador de vidro à base de diamantes(Mesa de Materiais)em pequenos pedaços quadrados com tamanhos médios de 1 cm x 1 cm. Lave-os por somsiato a 38 kHz ou 42 kHz em um detergente alcalino (Mesa de Materiais, diluído em água em um detergente: relação de volume de água de 1:3) e enxaguar com água destilada repetidamente (normalmente, mais de 10x com 5 min de sonication para cada enxaguamento).
- Submetês aos substratos ao limpador de ozônio ultravioleta (UV-O....
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Resultados
Imagens POM, dados fotoréométricos, dados foto-DSC e perfis de intensidade XRD foram coletados na escuridão durante a variação de temperatura e enquanto brilhavam a luz UV. A Figura 1a,b representa a estrutura do CB6OABOBu, com sua sequência de fase e possíveis conformações otimizadas pelo campo de força MM2 no programa de modelagem (por exemplo, ChemBio3D).
Quando cb6oabobu está no trans-estado, dois estados conformação sustentrionais de energia .......
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Discussão
Conforme revelado na Figura 1,CB6OABOBu é um material foto-responsivo com eu, N, TB, e cry seqüências de fase após o resfriamento. Uma vez que a ordenação local destas fases difere significativamente, espera-se que a mudança foto-conduzida de propriedades reológicas exicupe um bom contraste viscoelástico. Para investigar quantitativamente isso, foram realizadas medições fotológicas.
Primeiro, consideramos os dados reológicos medidos no escuro (
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Divulgações
Os autores não têm nada a divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo projeto bilateral de pesquisa conjunta HAS-JSPS. O apoio financeiro das subvenções NKFIH PD 121019 e FK 125134 é reconhecido.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 21-401-10 | AS ONE | Microespátula | |
| AL1254 | JSR | Agente de alinhamento planar para cristais líquidos | |
| BX53P | Olympus | com unidades de transmissão/epi-iluminação | |
| Discovery DSC 25P | TI instrumentos | Equipamento Photo-DSC Cortador | |
| de vidro PRO-1A | Sankyo | A cortador de vidro à base de diamante | |
| HS82 | Mettler Toledo | estágio quente | |
| MCR502 | Anton Paar | Um reômetro comercial | |
| MRJ-100S | EHC | Máquina de fricção | |
| Norland Optical Adhesive 65, 81 | Norland Products | Aderências fotorreativas | |
| OmniCure S2000 | Excelitas Technologies | Uma lâmpada de arco curto de vapor de mercúrio comercial de alta pressão. Máximo de 70 mW/cm^2. | |
| PILATUS 6M | Dectris | Detector de contagem de fótons híbridos para detecção de difração de raios X | |
| S1126 | Matsunami Glass | Substrato | |
| de vidro SC-158H | EHC | Spin coater | |
| SCAT-20X | DKS | Detergente alcalino | |
| SLUV-4 | AS ONE | Lâmpada de arco curto de vapor de mercúrio de baixa pressão | |
| UV-208 | Limpador | de ozônio ultravioleta (UV-O3) |
Referências
- Grindy, S. C., Holten-Andersen, N. Bio-inspired metal-coordinate hydrogels with programmable viscoelastic material functions controlled by longwave UV light. Soft Matter. 13, 4057-4065 (2017).
- Rosales, A. M., Mabry, K. M., Nehls, E. M., Anseth, K. S.
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Reimpressões e permissões
