트위스트 벤드 네매틱 액정의 고대비 및 빠른 광역학 스위칭
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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 고려?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 HAS-JSPS 양자 공동 연구 프로젝트에 의해 지원되었다. 보조금 NKFIH PD 121019 및 FK 125134의 재정 지원이 인정됩니다.
Materials
| 21-401-10 | AS ONE | Microspatula | |
| AL1254 | JSR | Planar alignment agent for liquid crystals | |
| BX53P | Olympus | Polarising microscope with transmission/epi-illumination units | |
| Discovery DSC 25P | TI instruments | Photo-DSC equipment | |
| Glass cutter PRO-1A | Sankyo | A diamond-based glass cutter | |
| HS82 | Mettler Toledo | hot stage | |
| MCR502 | Anton Paar | A commercial rheometer | |
| MRJ-100S | EHC | Rubbing machine | |
| Norland Optical Adhesive 65, 81 | Norland Products | Photoreactive adhesions | |
| OmniCure S2000 | Excelitas Technologies | A commericial high-pressure mercury vapor short arc lamp. Maximum 70 mW/cm^2. | |
| PILATUS 6M | Dectris | Hybrid photon counting detector for X-ray diffraction dectection | |
| S1126 | Matsunami Glass | Glass substrate | |
| SC-158H | EHC | Spin coater | |
| SCAT-20X | DKS | Alkaline detergent | |
| SLUV-4 | AS ONE | Low-pressure mercury vapor short arc lamp | |
| UV-208 | Technovision | Ultraviolet-ozone (UV-O3) cleaner |
Referências
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