Bir elektrokimyasal Kolesterik sıvı kristal aygıt için hızlı ve düşük voltajlı renk modülasyon

Kolesterik sıvı kristallerin parlak reaksiyon renkleri olduğu bilinmektedir ve hızlı renk modülasyonu yansıtıcı görüntülerin yeni nesil gelişimi için önemlidir. Yöntemimiz, koletofik sıvı kristaller için şimdiye kadar bildirilen en düşük çalışma gerilimi ile en hızlı renk modülasyonu sağlar. Anahtar FcD olduğunu.

Redoks duyarlı sarmal büküm gücüne sahip bir chiral dopant. Prosedürü gösteren Shoichi Tokunaga, bir postdoc ve Mengyan Zeng, bizim laboratuvardan bir lisansüstü öğrenci olacaktır. Kolesterik sıvı kristal karışımını hazırlamaya başlamak için, 10 mililitrelik cam şişeye 84,6 miligram 5OCB ve 5,922 miligram FcD yerleştirin.

Ayrı bir şişede, 10 mililitre diklorometan halinde 12,9 miligram EMIm-OTf çözün. EMIm-OTf çözeltisinin 2,1 mililitresini sıvı kristal karışımına aktarın ve şişeyi hafifçe sallayarak bileşenleri iyice karıştırın. Sonra, alüminyum folyo ile şişe kapağı ve bir iğne ile folyo birkaç delik yumruk.

Çözeltiyi 80 derecede bir saat ısıtın ve DCM'nin çoğunu buharlaştırın. Vakum altında şişe koyun ve net, turuncu sıvı kristal karışımı elde etmek için kalan DCM kaldırmak için başka bir saat ısıtma devam edin. Daha sonra, İTO camı hazırlamaya başlamak için, İTO ile desenli 10'a 10 milimetrelik cam parçasını istenilen şekilde ve 10'a 12 milimetrelik standart ITO cam ını kesin.

Her iki iTO cam parçasını da dokunmalarına izin vermeden seyreltilmiş yüzey aktif maddeye yerleştirin. Bir alkali yüzey aktif çözeltisi 60 mililitre ve 500 mililitre cam kapta ultra saf su 240 mililitre birleştirin. 30 dakika seyreltik alkali yüzey aktif olarak plakaları sonicate.

Daha sonra, yüzey aktif maddeyi decant ve ultra saf su 200 mililitre lik porsiyon ile plakaları durulayın. Bu durulama işlemini toplamda üç kez gerçekleştirin. Kabı 300 mililitre ultra saf suyla doldurun.

Plakaları 20 dakika sonicate edin. Ve suyu dekant. Plakaları ultra saf suda bu şekilde toplamda üç kez yıkayın.

Son olarak, temiz plakaları bir azot gazı akışı ile kurulayın ve temiz, tek kullanımlık petri kaplarında saklayın. Bulaşıkları temiz bir kurutucuda saklayın. Hücreyi hazırlamaya başlamak için, polimerin iyi dağıldığından emin olmak için 60 dakika boyunca PEDOT'un nitrometan'daki tartılarak yüzde 0.7 sonicate edin.

Daha sonra, bir spin coater üzerinde temiz standart ITO cam düzeltmek ve bir azot darbe tabancası ile ITO kaplı yüzeyden toz kaldırın. 50 mikrolitre taze sonicated PEDOT dağılımını ITO yüzeyine dikkatlice uygulayın ve 1000 RPM'de plakayı 60 saniye boyunca döndürün. Kaplamalı plaka sonra bir saat ortam havada oturalım.

Ardından, desenli ITO plakasını rayon bezle donatılmış bir sürtünme makinesinde sabitleyin. İTO desenli yüzeyi azot gazı akışı altında iyice ovun. Daha sonra, tozsuz bir alanda, 5 mikrometre borosilikat cam boncuk benzer büyüklükte bir miktar ile optik yapıştırıcı bir damla karıştırın.

PEDOT kaplamalı plakayı çalışma alanına yüzüstü yerleştirin. Plakanın dar bir tarafının her köşesine yaklaşık 0,2 milimetrelik yapışkan karışımı uygulayın. Plaka üzerinde sekiz ila 10 milimetrelik bir dikdörtgen oluşturmak için bu taraftan sekiz milimetre uzaklıkta yapışkan iki porsiyon daha uygulayın.

Desenli ITO plakasını, pedot kaplı plaka boyunca yarı yolda, plakaların yaklaşık iki milimetre dengelenmesi için bir kenarı damlalarla hizalanmış yapıştırıcının üzerine yüzüstü yerleştirin. Yavaşça hücredeki saçak deseni kaybolması ile belirtildiği gibi plakalar arasında düzgün bir boşluk elde etmek için hücrenin köşeleri aşağı basın. Yapışkanı ayarlamak için hücreyi 365 nanometre UV ışığıyla 20 saniye boyunca eradiate.

Yapıştırıcıyı tedavi etmeyi bitirmek için hücreyi 100 derecede 100 derecede ısıtın. Son olarak, ultrasonik sautering ile her plaka üzerinde maruz ITO yüzeyine aligator klipleri ile donatılmış iletken teller bağlayın. Daha sonra daha kolay kullanım için cam hücrenin kablolarını mikroskop slaytına sabitlemek için yalıtım bandı kullanın.

Isı ITO cam, küçük bir spatula ve kolestik sıvı kristal karışımı 80 santigrat derecede 10 ila 15 dakika. Daha sonra, hızlı bir şekilde ısıtmalı spatula ile plakalar arasındaki boşluğa sıcak kolestik sıvı kristal karışımı küçük bir miktar aktarın. Hücre yaklaşık 60 saniye içinde kılcal eylem ile dolacak.

Hücre dolduğunda, sahne sıcaklığını 37 dereceye düşürün ve hücrenin bu sıcaklıkta sabitlemesini bekleyin. Parlak yansıyan rengi görmek için sıvı kristal cihazın merkezine hafifçe basarak katıksız kuvvet uygulayın. Ardından, cihazı merceğe bakan desenli tarafı yla birlikte dijital optik mikroskop altında sıcak sahnenin üstüne yerleştirin.

Desenli ve PEDOT kaplamalı plakaları sırasıyla bir poteniyostat'ın pozitif ve negatif terminallerine bağlayın. Poteniostat'ı dört saniye boyunca 1,5 volt, sekiz saniye boyunca 0 volt uygulama arasında geçiş yapacak şekilde yapılandırın. Voltajı bisiklete bindirirken sıvı kristal cihazının renk değişimini dijital mikroskopla gözlemleyin ve kaydedin.

Sonra, 800 ila 300 nanometre arasında iletimi tmak için bir UV-vis spektrofotometre ayarlayın. Sıcak sahne tutmak için örnek bölmesine küçük bir jak koyun. Sıcak tutmak ve boş sıcak sahne bir arka plan ölçümü elde etmek için sıcak bir plaka üzerine sıvı kristal cihaz yerleştirin.

Daha sonra cihazı tekrar sıcak sahneye yükleyin ve kirişe bakan desenli tarafı yla spektrometreye yerleştirin. Örnek oda kapısı ve teller arasındaki boşlukları kapatmak için koyu bir bez kullanın. Cihazın 37 santigrat derecede sabitolması için birkaç dakika bekleyin.

Gerekirse, iletimi en üst düzeye çıkarmak için sıcak sahnenin konumunu ayarlayın. Daha sonra, cihaz üzerinden bir ilk iletim spektrumu edinin. Bundan sonra, dört saniye boyunca cihaza 1,5 volt uygulayın ve hemen bir iletim spektrumu edinin.

Ölçüm bittiğinde, cihaza sekiz saniye boyunca 0 volt uygulayın ve başka bir spektrum edinin. Son olarak, zaman içinde 510 nanometre de rekor yüzde iletim dört saniye ve 0 volt arasında voltaj bisiklet sekiz saniye beş kez. Kolesterik sıvı kristal bir chiral ferrocene binaphtol kompleksi ile doped, parlak mavi göründü ve 467 nanometre merkezli bir yansıma bandı vardı.

Sıvı kristal çözeltisi ile temas eden bir İTO elektrotuna 1,5 volt uygulayarak, yansıtma bandını 485 nanometre üzerine kaydırdı. Okside kolesterik sıvı kristal unoxidized mavi çevresikarşı yeşil parlak siyan ortaya çıktı. Yansıtma bandı, elektrota 0 volt uygulayarak mavi yansıma renginin geri kazanımı ile 467 nanometreye geri kaymıştır.

İletim artan oryantasyonel bozukluk nedeniyle tekrarlanan döngüler ile mütevazı azaldı, ama bu cihaza dik bir kuvvet uygulanarak onarıldı. Maviden zile renk değişimi 0,4 saniye içinde gerçekleşti ve dönüş değişimi 2,7 saniye sürdü. Dönüşümlü olarak 0,5 saniye için 1,5 volt ve beş saniye boyunca 0 volt uygulamak yanıp sönen bir elektrot la sonuçlandı.

Prosedürü denerken, lütfen hücreyi monte ederken dikkatli olun. Hücrenin kalitesi, aygıtın görüntü görüntüsünün kalitesini belirler. Döngüsel voltammetri kullanarak cihazı işletmek için uygun voltaj aralığını belirleyebilirsiniz.

Elektron spektroskopisi için x-ışını sıvı kristal inkişatif parçasının ortaya çıkması doğrulayabilir. Redoks duyarlı chirol dopant ve diğer bileşenlerin kimyasal yapısını hassas bir şekilde ayarı yaparak, tam renkli e-kağıt gibi yansıtıcı ekranların yeni türleri geliştirebiliriz. Bizim chirol dopant mekanizmasının daha fazla araştırma, chirol indüksiyon moleküler mekanizması hala belirsiz olduğu koletoik sıvı kristallerin temel bilim derinleştirmek olabilir.