Электрохимический Холестерические жидкий кристаллический устройство для цвет быстро и низкого напряжения модуляции

Холестерические жидкие кристаллы, как известно, имеют яркие цвета реакции, и быстрая модуляция цвета имеет важное значение для развития следующего поколения светоотражающих дисплеев. Наш метод обеспечивает самую быструю цветовую модуляцию с самым низким напряжением работы, когда-либо зарегистрированным для холестерических жидких кристаллов. Ключевым моментом является FcD.

Щебечут dopant с redox реагировать helical скручивания власти. Демонстрацией процедуры будут Сёити Токунага, постдок, и Менгян Цзэн, аспирант нашей лаборатории. Чтобы начать подготовку холестерической жидкокристаллической смеси, поместите 84,6 миллиграмма 5OCB и 5,922 миллиграмма FcD в 10 миллилитров стеклянного флакона.

В отдельном флаконе растворите 12,9 миллиграммов EMIm-OTf в 10 миллилитров дихлорметана. Перенесите 2,1 миллилитров раствора EMIm-OTf в жидкокристаллическое смесь и хорошо перемешайте компоненты, аккуратно встряхнув флакон. Затем накройте флакон алюминиевой фольгой и пробить несколько отверстий в фольге иглой.

Нагрейте раствор при температуре 80 градусов по Цельсию в течение одного часа, чтобы испарять большую часть DCM. Положите флакон под вакуум, и продолжать нагревать его еще на час, чтобы удалить оставшиеся DCM, чтобы получить четкую, оранжевую смесь жидкокристаллическим. Затем, чтобы начать подготовку стекла ITO, вырезать 10 на 10 миллиметров кусок стекла узором с ITO в нужной форме, и 10 на 12 миллиметров кусок стандартного стекла ITO.

Поместите оба куска стекла ITO в разбавленный сурфактант, не давая им прикоснуться. Смешайте 60 миллилитров щелочного раствора сурфактанта и 240 миллилитров ультра чистой воды в стеклянной таре емкостью 500 миллилитров. Sonicate пластин в разбавленной щелочной сурфактант в течение 30 минут.

Затем, decant сурфактант, и промыть пластины с 200 миллилитров порций ультра чистой воды. Выполните эту процедуру полоскания три раза в общей сложности. Пополнить контейнер с 300 миллилитров ультра чистой воды.

Sonicate пластин в течение 20 минут. И декант воды. Вымойте пластины в ультра чистой воде таким образом в три раза в общей сложности.

Наконец, высушите чистые пластины потоком азотного газа и храните их в чистых одноразовых чашках Петри. Храните посуду в чистом децикаторе. Чтобы начать подготовку клетки, sonicate 0,7 процента на вес дисперсии PEDOT в нитрометане в течение 60 минут, чтобы убедиться, что полимер хорошо рассеяны.

Затем почините чистое стандартное стекло ITO на спиновом пальто и удалите пыль с поверхности, покрытой ИТО, азотным паяльной пушкой. Аккуратно нанесите 50 микролитров свежезвуковой дисперсии PEDOT на поверхность ITO и вращайте пластину при 1000 об/мин в течение 60 секунд. Пусть покрытие пластины сидеть в окружающем воздухе в течение одного часа после этого.

Затем зафиксните узорчатую пластину ITO в трущихся машинах, оснащенных лучовой тканью. Тщательно протрите узорчатую поверхность ИТО под поток азотного газа. Затем, в области, свободной от пыли, смешать каплю оптического клея с аналогичным размером количество 5 микрометров боросиликат стеклянные бусы.

Положите PEDOT покрытием пластины лицом вверх на рабочее пространство. Нанесите около 0,2 кубических миллиметра клейкой смеси на каждый угол одной узкой стороны пластины. Нанесите еще две части клея восемь миллиметров от этой стороны, чтобы сформировать восемь на 10 миллиметров прямоугольник на пластине.

Поместите узорчатую пластину ITO лицом вниз на клей с одним краем выровнены с каплями partway вдоль PEDOT покрытием пластины так, что пластины компенсируются примерно на два миллиметра. Аккуратно нажмите вниз углы клетки для достижения равномерного разрыва между пластинами, как указано на исчезновение бахромой картины в камере. Eradiate ячейки с 365 нанометров УФ-излучения в течение 20 секунд, чтобы установить клей.

Нагрейте клетку на горячей пластине при температуре 100 градусов по Цельсию в течение трех часов, чтобы закончить лечение клеем. Наконец, подключите проводящие провода, оснащенные клипами-алигаторами, к открытой поверхности ITO на каждой пластине ультразвуковым соте. Используйте изоляционные ленты, чтобы исправить провода стеклянной ячейки на слайд микроскопа для облегчения обработки позже.

Нагрейте стекло ITO, небольшой шпатель и холестерическую жидкокристаллическую смесь при температуре 80 градусов по Цельсию в течение 10-15 минут. Затем быстро перенесите небольшое количество горячей холестерической жидкокристаллической смеси в зазор между пластинами с нагретым шпателем. Ячейка будет заполняться капиллярных действий примерно в 60 секунд.

Как только клетка будет заполнена, уменьшите температуру стадии до 37 градусов по Цельсию и подождите, пока клетка стабилизируется при этой температуре. Нанесите силу, мягко нажав на центр жидкокристаллическое устройство, чтобы увидеть яркий отраженный цвет. Затем поместите устройство поверх горячей стадии под цифровым оптическим микроскопом с узорчатой стороной устройства, обращенного к объективу.

Подключите узорчатые пластины с покрытием PEDOT к положительным и отрицательным терминалам потениостата соответственно. Настройте потениостат, чтобы чередоваться между применением 1,5 вольт в течение четырех секунд и 0 вольт в течение восьми секунд. Наблюдайте и записывайте изменение цвета жидкокристаллическое устройство с помощью цифрового микроскопа во время езды на велосипеде по напряжению.

Затем установите спектрофотометр UV-vis для сканирования передачи от 800 до 300 нанометров. Положите небольшой домкрат в образец отсека для проведения горячей стадии. Поместите жидкокристаллическое устройство на горячую тарелку, чтобы согреться и получить фоновое измерение пустой горячей стадии.

Затем загрузите устройство обратно в горячую стадию и поместите его в спектрометр с узорчатой стороной, обращенной к лучу. Используйте темную ткань, чтобы покрыть зазоры между дверью камеры образца и проводами. Подождите несколько минут, пока устройство стабилизируется при 37 градусах по Цельсию.

При необходимости отрегулируйте положение горячей стадии, чтобы максимизировать передачу. Затем приобрети начальный спектр передачи через устройство. После этого нанесите 1,5 вольт на устройство в течение четырех секунд и сразу же приобретете спектр передачи.

Когда измерение закончится, нанесите 0 вольт на устройство в течение восьми секунд и приобретете другой спектр. Наконец, рекордный процент передачи на 510 нанометров с течением времени во время езды на велосипеде напряжение между 1,5 вольт в течение четырех секунд и 0 вольт в течение восьми секунд в пять раз. Холестерический жидкий кристалл, облитый хирольным ферроценом бинафтолового комплекса, казался ярко-синим и имел полосу отражения, центризованную на 467 нанометров.

Применяя 1,5 вольт к электроду ITO в контакте с раствором жидкокристаллическим раствором, сместили полосу отражения в центр на 485 нанометров. Окисленый холестерический жидкий кристалл появился яркий голубой зеленый против неоксидированных синих окрестностях. Отражательной полосы сместился обратно на 467 нанометров при применении 0 вольт к электроду с соответствующим восстановлением синего цвета отражения.

Передача снизилась скромно с повторными циклами из-за увеличения ориентационного расстройства, но это было отремонтировано путем применения чистой силы к устройству. Изменение цвета с синего на голубое произошло за 0,4 секунды, а ответная смена заняла 2,7 секунды. Альтернативное применение 1,5 вольт в течение 0,5 секунды, и 0 вольт в течение пяти секунд привело к мигание электрода.

При попытке процедуры, пожалуйста, позаботьтесь при сборке клетки. Качество ячейки определяет качество отображения устройства. Вы можете определить соответствующий диапазон напряжения для работы устройства с помощью циклической вольтемметрии.

Рентген для электронной спектроскопии может подтвердить, что появление окисленной части в жидкокристаллическим материалом. Точно настраивая химическую структуру редокса отзывчивого хирола допанта и других компонентов, мы можем разрабатывать новые типы светоотражающих дисплеев, таких как полноцветная электронная бумага. Дальнейшее исследование механизма нашего хирола допанта, может углубить фундаментальную науку о холестерических жидких кристаллах, где молекулярный механизм индукции хирола до сих пор не ясен.