Name: Twist-Bend Nematic Sıvı Kristalin Yüksek Kontrastlı ve Hızlı Fotoromatolojik Geçişi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-31T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: Keşfedin sıvı kristallerin viskoelastik uzama özelliklerini karakterize etme yöntemini, fotoreolojik malzemeler geliştirmek için. Bu protokol, ışık uyaranları altında reolojik özellikleri gerçek zamanlı ölçme imkanı sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma HAS-JSPS ikili ortak araştırma projesi tarafından desteklendi. NKFIH PD 121019 ve FK 125134 hibelerden mali destek kabul edilmektedir.

1. LC moleküllerinin düzlemsel olarak hizalanması için ovuşturulmuş yüzeylerin hazırlanması
<ol><li>Temiz cam yüzeyler hazırlayın.<ol>
<li>Bir elmas tabanlı cam kesici(Malzeme Tablosu)kullanarak kesme cam yüzeyleri 1 cm x 1 cm. boyutlarında küçük kare parçalar halinde 38 kHz veya 42 kHz alkali bir deterjanda sonication ile yıkayın (Malzeme Tablosu, suda seyreltilmiş bir deterjan:su hacmi oranı 1:3) ve tekrar tekrar distile su ile durulayın (genellikle, her durulama için sonication 5 dk ile 10x'ten fazla).</li>
		<li>Substratları 10 dakikadan fazla ultraviyole-ozon (UV-O3) temizleyici(Malzeme Tablosu)iletin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Temiz cam yüzeylerüzerine düzlemsel hizalama katmanını katlayın.<ol>
<li>Temizlenmiş cam yüzeylere pipet ile bir poliimid düzlemsel hizalama çözeltisinin(Malzeme Tablosu, olduğu gibi kullanılır) 1 mL'lik 20 μL damlatın. 3.000 rpm ve oda sıcaklığında (RT) 70 s'de bir spin coater(Malzeme Tablosu)kullanarak hemen çözeltiyi döndürün. NOT: Hizalama tabakasının tipik kalınlığı yaklaşık 20 nm'dir.</li>
		<li>Solventi çıkarmak için 80 °C'de kaplanmış cam yüzeyleri 60 dk, kür için >60 dk pişirin. LC malzemelerinin tek eksenli hizalamasını gerçekleştirmek için yüzeyleri rayon-bez sürtünme makinesi(Malzeme Tablosu)ile ovun: dönüş hızı = 300 rpm, plaka hızı = 20 mm/s ve izlenim = 0,3 mm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. LC hücrelerinin hazırlanması
<ol><li>Hizalama katmanı yla kaplanmış cam bir yüzeyi başka bir alt tabaka üzerine yerleştirin, hizalama katmanları yüz yüze ve %80'inin bir hücre oluşturmak için çakışdığından emin olun. NOT: %20'lik abartMayan yüzeyler hücreye LC malzemelerinin sokulmasında kullanılacaktır.</li>
	<li>Bir fotoreaktif yapıştırıcının 100 μL'sini(Malzeme Tablosu)ve 0,1 mg mikrometre büyüklüğünde cam partiküllerini (çap = 5 μm) temiz bir cam alt tabakaüzerine yerleştirin ve bir ataş ucuyla el ile karıştırın. Hücre boşluğunu ayarlamak için karışık malzemeyi hücrenin dört köşesine taşıyın ve 365 nm (1,1 W/cm2)dalga boyu ile düşük basınçlı cıva buharı kısa ark lambası(Malzeme Tablosu)kullanarak hücreyi aydınlatın. 5 dakika boyunca 1 cm mesafede LED lamba altında hücre yerleştirin.</li>
	<li>Aydınlatmadan sonra, hücreyi sıcak bir aşamaya yerleştirin ve hücreyi izotropik sıvı (I)-nematik (N) faz geçişinin (genellikle 160 °C) üzerinde bir sıcaklığa ısıtacak şekilde sahnenin hedef sıcaklığını ayarlayın. LC malzemesini transfer edin (1-[4-butoxyazobenzene-4'-yloxy]-6-[4-cyanobiphenyl-4' yl]heksanen; CB6OABOBu; 0.2−10.0 μL) hücrenin açık bir yüzeyine ve lc malzeme ve hücre girişi arasında temas elde etmek için bir microspatula kullanarak hücre girişine doğru malzeme itin. LC malzemelerinin kılcal kuvvetle hücreye doldurulmasını bekleyin. NOT: CB6OABOBu'nun faz sırası vardır: Cry 100.3 °C TB 105.2 °C N 151.7 °C I ısıtma ve I 151.4 °C N 104.5 °C TB 83 °C Soğutmada Cry. Cb6OABU'yu N fazına veya Tüberküloz fazına sokmayın, çünkü akışa bağlı hizalama teşvik edilir.</li>
</ol>3. Optik mikroskopipolarize ederek doku karakterizasyonu
<ol><li>4x−100x objektif lensler kullanarak kutuplaştırıcı ışık mikroskobu (POM, Malzeme Tablosu)altında ± 0,1 K doğrulukla numune sıcaklığını (40−180 °C) kontrol etmek için sıcak sahneye yerleştirilen LC hücrelerini gözlemleyin. Soğutma ve ısıtma sırasında dijital renkli kamerayı kullanarak dokuları sırayla kaydedin.</li>
	<li>POM üzerinde 365 nm (50 mW/cm2)dalga boyu ile donatılmış bir UV epi-illuminator(Malzeme Tablosu)kullanın.</li>
</ol>4. Fotoromatolojik ölçümler
<ol><li>Reolojik ölçümleri hazırlayın.<ol>
<li>Reometre(Malzeme Tablosu)aşamasına herhangi bir örnek yerleştirmeden önce, reolojik çalışmanın doğruluğunu sağlamak için üreticinin talimatlarına göre bir yazılım tarafından kontrol edilen geometri atalet kalibrasyonu ve sıfır boşluk kalibrasyonu gerçekleştirin . CB6OABOBu toz numunesinin 250 mg'ını tartın ve reometrenin taban kuvars plakasına yükleyin. NOT: Bu çalışmada çapı 50 mm olan bir plaka kullanılmaktadır.</li>
		<li>Numune haznesinin sıcaklığını I-N faz geçiş noktasının (>160 °C) üzerinde bir değere ayarlayın. Numuneyi sandviçlemek için ölçüm plakasına taban kuvars plakasına yaklaşmak için bir boşluk değeri ayarlayın (kullanılan tipik boşluk değeri = 20 μm). Ölçüm plakası hedeflenen boşluğun 25 μm üzerinde olan kesme pozisyonunda durduğunda, fazla numuneyi (örn. kağıt mendil kullanarak) önsedin. NOT: Ölçümleri yanlış yaptığından, fazla miktarda CB6OABOBu'nun numune odasına getirilmesine izin vermeyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Romatolojik ölçümler yapın.<ol>
<li>YÜKSEK basınçlı cıva buharı kısa ark lambası kullanarak CB6OABOBu'nun fotoromatolojik anahtarlamasını ölçen UV ışığını 365 nm (1−100 mW/cm2)ışınla. NOT: Işık, taban kuvars plakası aracılığıyla örnek kabın altından yönlendirilir.</li>
		<li>1) malzemenin dinamik geri alma bilgilerini ayıklamak için salınım modunda ölçümler yapın ve 2) etkili dönme viskozitesi elde etmek için sabit dönme modu. Döndürme modundaki ölçümler için, ölçümün Newton rejiminde yapıldığından emin olmak için numuneye 13 Pa'lık sabit bir kesme gerilimi uygulayın. NOT: Modların seçimi üreticinin talimatlarına göre bir yazılım tarafından gerçekleştirilir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Foto-diferansiyel tarama kalorimetre
<ol><li>CB6OABOBu toz numunesi 10 mg tartın ve altın diferansiyel tarama kalorimetre (DSC) tavasına yükleyin. Numuneyi izotropik fazda 170 °C'ye ısıtın ve Çıplak gözle gözlemlendiği gibi DSC tavada homojen numune dağılımı olmadığından emin olun. DSC tavasını kuvars plakaile kapatın.</li>
	<li>Üreticinin talimatlarına göre foto-DSC ölçümleri yapın(Malzeme Tablosu). DSC verilerini 10 °C/dk'lık bir taramayı ölçün. NOT: Foto-DSC makinesi 50 mW/cm2UV ışık yoğunluğu ile donatılmıştır.</li>
</ol>6. X-ışını kırınım karakterizasyonu
<ol><li>Toz CB6OABOBu numunesini 170 °C'deki sıcak evreyi kullanarak ısıtın ve numuneyi kapiller kuvvetle XRD kılcal damarına (çap = 0,5 mm) emin.</li>
	<li>Kılcal damarı sıcaklık kontrol cihazıyla donatılmış bir numune tutucuya takın. Oda sıcaklığını (60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C ve her X-ışını kırınım ölçümü için 170 °C) ayarlayın.</li>
	<li>X-Ray ile numune ışınlamak ve UV ışınlama olmadan bir dedektör ile ve 1 0 mW /cm2 UV ışık yoğunluğu altında 1 dakika ve 10 dakika için difüzif X-ışını ışınları tespit. NOT: Mevcut çalışma RIKEN beamline BL45XU yapılmıştır. Işık kaynağı SPring-8 standart vakum undulator oldu. Bir sıvı azot soğutmalı Si çift kristal monochromator Kiriş monokromtize için kullanılmıştır. Dalga boyu 1 Å'ti.</li>
</ol>

<ol><li>Grindy, S. C., Holten-Andersen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-inspired+metal-coordinate+hydrogels+with+programmable+viscoelastic+material+functions+controlled+by+longwave+UV+light%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Bio-inspired metal-coordinate hydrogels with programmable viscoelastic material functions controlled by longwave UV light.</a> Soft Matter. 13, 4057-4065 (2017).</li>
<li>Rosales, A. M., Mabry, K. M., Nehls, E. M., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoresponsive+elastic+properties+of+azobenzene-containing+poly%28ethylene-glycol%29-based+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Photoresponsive elastic properties of azobenzene-containing poly(ethylene-glycol)-based hydrogels.</a> Biomacromolecules. 16, 798-806 (2015).</li>
<li>Chang, D., Yan, W., Yang, Y., Wang, Q., Zou, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+light-controllable+intelligent+gel+based+on+simple+spiropyran-doped+with+biocompatible+lecithin%5BTitle%5D)+AND+%22Dyes+and+Pigments%22%5BJournal%5D)">Reversible light-controllable intelligent gel based on simple spiropyran-doped with biocompatible lecithin.</a> Dyes and Pigments. 134, 186-189 (2015).</li>
<li>Irie, M., Hirano, Y., Hashimoto, S., Hayashi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoresponsive+Polymers.+2.+Reversible+Solution+Viscosity+Change+of+Polymamides+Having+Azobenzene+Residues+in+the+Main+Chain%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Photoresponsive Polymers. 2. Reversible Solution Viscosity Change of Polymamides Having Azobenzene Residues in the Main Chain.</a> Macromolecules. 14, 262-267 (1981).</li>
<li>Ito, S., Akiyama, H., Sekizawa, R., Mori, M., Yoshida, M., Kihara, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-Induced+Reworkable+Adhesives+Based+on+ABA-type+Triblock+Copolymers+with+Azopolymer+Termini%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Light-Induced Reworkable Adhesives Based on ABA-type Triblock Copolymers with Azopolymer Termini.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 10, 32649-32658 (2018).</li>
<li>Yamamoto, T., Norikane, Y., Akiyama, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemical+liquefaction+and+softening+in+molecular+materials%2C+polymers%2C+and+related+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">Photochemical liquefaction and softening in molecular materials, polymers, and related compounds.</a> Polymer Journal. 50, 551-562 (2018).</li>
<li>Petr, M., Helgeson, M. E., Soulages, J., McKinley, G. H., Hammond, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Viscoelastic+Switching+of+an+Ambient+Temperature+Range+Photoresponsive+Azobenzene+Side-chain+Liquid+Crystal+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Rapid Viscoelastic Switching of an Ambient Temperature Range Photoresponsive Azobenzene Side-chain Liquid Crystal Polymer.</a> Polymer. 54, 2850-2856 (2013).</li>
<li>Han, G. G. D., Li, H., Grossman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optically+controlled+long-term+storage+and+release+of+thermal+energy+in+phase-change+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Optically controlled long-term storage and release of thermal energy in phase-change materials.</a> Nature Communications. 8, 1-10 (2017).</li>
<li>Akiyama, H., Yoshida, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemically+Reversible+Liquefaction+and+Solidification+of+Single+Compounds+Based+on+a+Sugar+Alcohol+Scaffold+with+Multi+Azo-Arms%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Photochemically Reversible Liquefaction and Solidification of Single Compounds Based on a Sugar Alcohol Scaffold with Multi Azo-Arms.</a> Advanced Materials. 24, 2353-2356 (2012).</li>
<li>Akiyama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemically+reversible+liquefaction+and+solidification+of+multiazobenzene+sugar-alcohol+derivatives+and+application+to+reworkable+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Photochemically reversible liquefaction and solidification of multiazobenzene sugar-alcohol derivatives and application to reworkable adhesives.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 6, 7933-7941 (2014).</li>
<li>Akiyama, H., Fukata, T., Yamashita, A., Yoshida, M., Kihara, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reworkable+adhesives+composed+of+photoresponsive+azobenzene+polymer+for+glass+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Adhesion%22%5BJournal%5D)">Reworkable adhesives composed of photoresponsive azobenzene polymer for glass substrates.</a> Journal of Adhesion. 93, 823-830 (2017).</li>
<li>Norikane, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+Crystal-to-Liquid+Phase+Transitions+of+Azobenzene+Derivatives+and+Their+Application+in+Photolithography+Processes+through+a+Solid-Liquid+Patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+Letters%22%5BJournal%5D)">Photoinduced Crystal-to-Liquid Phase Transitions of Azobenzene Derivatives and Their Application in Photolithography Processes through a Solid-Liquid Patterning.</a> Organic Letters. 16, 5012-5015 (2014).</li>
<li>Kim, D. Y., Lee, S. A., Kim, H., Kim, S. M., Kim, N., Jeong, K. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+azobenzene-based+photochromic+liquid+crystalline+amphiphile+for+a+remote-controllable+light+shutter%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">An azobenzene-based photochromic liquid crystalline amphiphile for a remote-controllable light shutter.</a> Chemical Communications. 51, 11080(2015).</li>
<li>Saito, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-melt+adhesive+based+on+dynamic+carbon+frameworks+in+a+columnar+liquid-crystal+phase%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Light-melt adhesive based on dynamic carbon frameworks in a columnar liquid-crystal phase.</a> Nature Communications. 7, 1-7 (2016).</li>
<li>Peng, S., Guo, Q., Hughes, T. C., Hartley, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Photorheological+Lyotropic+Liquid+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Reversible Photorheological Lyotropic Liquid Crystals.</a> Langmuir. 30, 866-872 (2014).</li>
<li>Ito, S., Yamashita, A., Akiyama, H., Kihara, H., Yoshida, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azobenzene-Based+%28Meth%29acrylates%3A+Controlled+Radical+Polymerization%2C+Photoresponsive+Solid%E2%80%93Liquid+Phase+Transition+Behavior%2C+and+Application+to+Reworkable+Adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Azobenzene-Based (Meth)acrylates: Controlled Radical Polymerization, Photoresponsive Solid–Liquid Phase Transition Behavior, and Application to Reworkable Adhesives.</a> Macromolecules. 51, 3243-3253 (2018).</li>
<li>Yue, Y., Norikane, Y., Azumi, R., Koyama, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-induced+mechanical+response+in+crosslinked+liquid-crystalline+polymers+with+photoswitchable+glass+transition+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Light-induced mechanical response in crosslinked liquid-crystalline polymers with photoswitchable glass transition temperatures.</a> Nature Communications. 9, 1-8 (2018).</li>
<li>Lee, H. Y., Diehn, K. K., Sun, K., Chen, T., Raghavan, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+Photorheological+Fluids+Based+on+Spiropyran-Doped+Reverse+Micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Reversible Photorheological Fluids Based on Spiropyran-Doped Reverse Micelles.</a> Journal of the American Chemical Society. 133, 8461-8463 (2011).</li>
<li>Su, X., Cunningham, M. F., Jessop, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Switchable+viscosity+triggered+by+CO2+using+smart+worm-like+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Switchable viscosity triggered by CO2 using smart worm-like micelles.</a> Chemical Communications. 49, 2655-2657 (2013).</li>
<li>Cho, M. Y., Kim, J. S., Choi, H. J., Choi, S. B., Kim, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraviolet+light-responsive+photorheological+fluids%3A+as+a+new+class+of+smart+fluids%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Materials+and+Structures%22%5BJournal%5D)">Ultraviolet light-responsive photorheological fluids: as a new class of smart fluids.</a> Smart Materials and Structures. 26, 1-8 (2017).</li>
<li>Oh, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+route+to+fluids+with+photo-switchable+viscosities+based+on+a+reversible+transition+between+vesicles+and+wormlike+micelles%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">A simple route to fluids with photo-switchable viscosities based on a reversible transition between vesicles and wormlike micelles.</a> Soft Matter. 9, 5025-5033 (2013).</li>
<li>Akamatsu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoinduced+viscosity+control+of+lecithin-based+reverse+wormlike+micellar+systems+using+azobenzene+derivatives%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Photoinduced viscosity control of lecithin-based reverse wormlike micellar systems using azobenzene derivatives.</a> RSC Advances. 8, 23742-23747 (2018).</li>
<li>Song, B., Hu, Y., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+single-component+photo-responsive+fluid+based+on+a+gemini+surfactant+with+an+azobenzene+spacer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">A single-component photo-responsive fluid based on a gemini surfactant with an azobenzene spacer.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 333, 820-822 (2009).</li>
<li>Borshch, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nematic+twist-bend+phase+with+nanoscale+modulation+of+molecular+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Nematic twist-bend phase with nanoscale modulation of molecular orientation.</a> Nature Communications. 4, 2635-2643 (2013).</li>
<li>Panov, V. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+Periodic+Deformations+in+Nonchiral+Planar-Aligned+Bimesogens+with+a+Nematic-Nematic+Transition+and+a+Negative+Elastic+Constant%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Spontaneous Periodic Deformations in Nonchiral Planar-Aligned Bimesogens with a Nematic-Nematic Transition and a Negative Elastic Constant.</a> Physical Review Letters. 105, 1-4 (2010).</li>
<li>Aya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast-and-Giant+Photorheological+Effect+in+a+Liquid+Crystal+Dimer%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Fast-and-Giant Photorheological Effect in a Liquid Crystal Dimer.</a> Advanced Materials Interfaces. 6, 1-7 (2019).</li>
<li>Ishiba, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoliquefiable+ionic+crystals%3A+A+phase+crossover+approach+for+photon+energy+storage+materials+with+functional+multiplicity%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Photoliquefiable ionic crystals: A phase crossover approach for photon energy storage materials with functional multiplicity.</a> Angewandte Chemie International Edition. 54, 1532-1536 (2015).</li>
<li>Zhou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoswitching+of+glass+transition+temperatures+of+azobenzene-containing+polymers+induces+reversible+solid-to-liquid+transitions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Photoswitching of glass transition temperatures of azobenzene-containing polymers induces reversible solid-to-liquid transitions.</a> Nature Chemistry. 9, 145-151 (2017).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Şekil 1'deortaya konan CB6OABOBu, soğutma üzerine I, N, TB ve Cry faz dizileri ile fotoğraf duyarlı bir malzemedir. Bu evrelerin lokal sıralanması önemli ölçüde farklılık gösterdiğinden, reolojik özelliklerin fotoğrafa dayalı geçişinin iyi viskoelastik kontrast göstermesi beklenmektedir. Bunu nicel olarak araştırmak için foto-reoloji ölçümleri yapıldı.
İlk olarak, karanlıkta ölçülen reolojik verileri göz önünde bulundururuz(Şekil 2<st...

Çevresel farklılıklara yanıt olarak viskoelastik özelliklerini değiştirebilme yeteneğine sahip akıllı mekanik malzemeler araştırmacılar arasında büyük ilgi yaratmış. Anahtarlanabilirlik, canlı organizmalarda tekrarlayan mekanik tepkisağlamlığı sunan en önemli malzeme faktörü olarak kabul edilir. Bugüne kadar, çok yönlü fonksiyonlara sahip yapay değiştirilebilir malzemeler yumuşak madde kullanılarak tasarlanmıştır (yani, fotoduyarlı hidrojeller1,2,3, polimerler4,5, 6,7,8,9,10,11, sıvı kristaller [LCs]9,10,11, 12,13,14,15,16,17, pH duyarlı micelller18,19,20 ,21,22, ve yüzey aktif maddeler23). Ancak, bu malzemeler aşağıdaki sorunlardan birden fazla muzdarip: geri döndürülebilirlik eksikliği, viskoelastisite düşük anahtarlama kontrast oranı, düşük adaptasyon, ve yavaş anahtarlama hızı. Konvansiyonel malzemelerde, viskoelastisitenin anahtarlama kontrast oranı ile anahtarlama hızı arasında bir denge vardır; bu nedenle, yüksek performans ile tüm bu kriterleri kapsayan malzemeler tasarımı zordur. Yukarıda belirtilen omnicapability ile malzeme gerçekleştirmek için, seçme veya hem yüksek akışkanlık (viskoz özelliği) ve sertlik (elastik özellik) acil doğa taşıyan moleküllerin tasarımı esastır.
Sıvı kristaller, moleküler tasarımla ayarlanabilen çok sayıda sıvı kristal ve katı faza sahip ideal sistemlerdir. Bu, özellikle LC aşamalarında farklı uzunluk ölçeklerinde kendi kendine monte edilmiş yapılara olanak tanır. Örneğin, yüksek simetrili nematik LC'ler (NLC'ler) kısa menzilli uzamsal sıraları nedeniyle düşük viskozite ve elastikiyet gösterirken, düşük simetrili columnar veya smektik LC'ler bir ve iki boyutlu uzun menzilli olmaları nedeniyle yüksek viskozite ve elastikiyet gösterirler. Periodicities. LC malzemelerin viskoelastik özelliklerinde büyük farklılıklar olan iki faz arasında geçiş yapAbiliyorsa, yüksek performanslı viskoelastik akıllı malzeme elde edilmesi beklenmektedir. Birkaç örnek bildirilmiştir9,10,11,12,13,14,15.
Bu makale, hızlı ve geri dönüşümlü olarak gösterilen, soğutma üzerine izotropik (I)-nematik (N)-büküm-büküm nematik (TB)24-kristal (Cry) faz sırası ile fotoreolojik LC malzemehazırlanması göstermektedir ışığa yanıt olarak viskoelastik anahtarlama. Burada viskoelastisite ölçme yöntemleri ve mikroskobik yapı-viskoelastisite ilişkisinin bir illüstrasyon sunulmuştur. Ayrıntılar temsili sonuçlar ve tartışma bölümlerinde açıklanmıştır.

<table><tbody><tr><td>21-401-10</td><td>AS ONE Microspatula</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AL1254</td><td>JSR</td><td></td><td>Sıvı kristaller için düzlemsel hizalama maddesi</td></tr><tr><td>BX53P</td><td>Olympus</td><td></td><td>İletim/epi-aydınlatma üniteli polarizasyon mikroskobu</td></tr><tr><td>Discovery DSC 25P</td><td>TI cihazları</td><td></td><td>Photo-DSC ekipmanı</td></tr><tr><td>Cam kesici PRO-1A</td><td>Sankyo</td><td></td><td>A elmas bazlı cam kesici</td></tr><tr><td>HS82</td><td>Mettler Toledo</td><td></td><td>sıcak sahne</td></tr><tr><td>MCR502</td><td>Anton Paar</td><td></td><td>A ticari reometre</td></tr><tr><td>MRJ-100S</td><td>EHC</td><td></td><td>Sürtünme makinesi</td></tr><tr><td>Norland Optik Yapıştırıcı 65, 81</td><td>Norland Ürünler</td><td></td><td>Fotoreaktif yapışmalar</td></tr><tr><td>OmniCure S2000</td><td>Excelitas Teknolojileri</td><td></td><td>Ticari yüksek basınçlı cıva buharlı kısa ark lambası. Maksimum 70 mW/cm^2.</td></tr><tr><td>PILATUS 6M</td><td>Dectris</td><td></td><td>X-ışını kırınım tespiti için hibrit foton sayma dedektörü</td></tr><tr><td>S1126</td><td>Matsunami Cam</td><td></td><td>alt tabaka</td></tr><tr><td>SC-158H</td><td>EHC</td><td></td><td>Spin kaplayıcı</td></tr><tr><td>SCAT-20X</td><td>DKS</td><td></td><td>Alkali deterjan</td></tr><tr><td>SLUV-4</td><td>AS ONE</td><td></td><td>Düşük basınçlı cıva buharlı kısa ark lambası</td></tr><tr><td>UV-208</td><td>Technovision</td><td></td><td>Ultraviyole-ozon (UV-O3) temizleyici</td></tr></tbody></table>

twist-bend nematic sıvı kristalin yüksek kontrastlı ve hızlı fotoromatolojik geçişi

High-Contrast and Fast Photorheological Switching of a Twist-Bend Nematic Liquid Crystal

Belirli uyaranlara yanıt veren akıllı viskoelastik malzemeler, isteğe bağlı değiştirilebilir yapışma teknolojileri, aktüatörler, moleküler debriyajlar ve nano/mikroskobik kütle gibi gelecekteki teknolojiler için önemli olan en cazip malzeme sınıflarından biridir. Taşıyıcı. Son zamanlarda özel bir katı-sıvı geçiş yoluyla, reolojik özellikleri önemli değişiklikler sergileyebilir bulundu, böylece uygun akıllı viskoelastik malzemeler sağlayan. Ancak, böyle bir özelliğe sahip malzemelerin tasarlanması karmaşıktır ve ileri ve geri geçiş süreleri genellikle uzundur. Bu nedenle, katı-sıvı geçişleri gerçekleştirmek, anahtarlama süresini kısaltmak ve anahtarlama sırasında reolojik özelliklerin kontrastını artırmak için yeni çalışma mekanizmaları keşfetmek önemlidir. Burada, Polarize ışık mikroskobu (POM), fotoromaometri, foto-diferansiyel tarama kalorimtrisi (foto-DSC) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile karakterize ışık kaynaklı kristal-sıvı faz geçişi gözlenmektedir. Işık kaynaklı kristal-sıvı faz geçişi(1) hem ileri hem de geri reaksiyonlar için kristal-sıvı fazların hızlı anahtarlama ve (2) viskoelastisite yüksek kontrast oranı gibi temel özellikleri sunar. Karakterizasyonda POM, LC molekül oryantasyonlarının mekansal dağılımı hakkında bilgi sunma, malzemede görünen sıvı kristal evrelerinin türünü belirleme ve LC'lerin yönünü incelemede avantajlıdır. bir malzemenin reolojik özelliklerinin ışık uyaranları altında ölçülmesine izin verir ve malzemelerin fotoromatolojik anahtarlama özelliklerini ortaya çıkarabilir. Photo-DSC karanlıkta ve ışık ışınlama altında malzemelerin termodinamik bilgi araştırmak için bir tekniktir. Son olarak, XRD malzemelerin mikroskobik yapılarının incelenmesine izin verir. Bu makalenin amacı, fotoromatolojik bir materyalin tartışılan özelliklerini nasıl hazırlayacağıve ölçeceğini açıkça sunmaktır.

POM görüntüleri, fotoromametrik veriler, foto-DSC verileri ve XRD yoğunluk profilleri sıcaklık değişimi sırasında ve UV ışığı parlarken karanlıkta toplandı. Şekil 1a,b, faz sırası ve modelleme programında MM2 forcefield tarafından optimize edilmiş olası konformasyonları (örneğin ChemBio3D) ile CB6OABOBu'nun yapısını temsil eder.
CB6OABOBu trans-devlet olduğunda, iki enerji-makul konformasyonel devletler görünür, ve bükülmüş konformasyon Tüberküloz...

Bu protokol, katı faz, çeşitli sıvı kristal fazlar ve sıcaklığı artırarak izotropik sıvı faz sergileyen bir fotoromatolojik malzemenin hazırlanmasını göstermektedir. Burada malzemenin yapı-viskoelastisite ilişkisini ölçme yöntemleri sunulmuştur.

Twist-Bend Nematic Sıvı Kristalin Yüksek Kontrastlı ve Hızlı Fotoromatolojik Geçişi

Smart viscoelastic materials that respond to specific stimuli are one of the most attractive classes of materials important to future technologies, such ...

Bu protokol sıvı kristallerin viskoelastik germe özelliklerini nasıl karakterize edeceğini açıklar ve yeni fotoromatolojik malzemelerin nasıl geliştirilenle ilgili anahtar soruları yanıtlamaya yardımcı olur. Bu yöntemin en büyük avantajı, reolojik özelliklerin ve ilgili yapısal özelliklerin ışık uyaranları altında gerçek zamanlı olarak ölçülebilmesi ve fotoromatolojik anahtarlama davranışının kaydedilmesidir. İşleme başlamadan önce, ortalama bir santimetre boyutlarında cam yüzeyleri kesmek için elmas tabanlı bir cam kesici kullanın ve parçaları 38 veya 42 kilohertz'de alkali bir deterjanla yıkayın.Daha sonra yüzeyleri yıkama başına taze distile suda sonication ile 10 beş dakikalık yıkar ile durulayın ve en az 10 dakika UV-ozon için substratlar tabi. Düzlemsel hizalama katmanı eklemek için, temizlenen her cam yüzeyinüzerine 20 mikrolitrelik damlacıklarda bir mililitre poliamid düzlemsel hizalama çözeltisi dağıtmak için bir pipet kullanın. Hemen yüzeyler üzerine yaklaşık 20 nanometre kalınlığında hizalama tabakası kat spin için bir spin coater kullanın.Spin sonunda, çözücü kaldırmak için 60 dakika boyunca 80 derece santigrat kaplamalı cam yüzeyler pişirin, 180 santigrat derece en az 60 dakika kür takip. Daha sonra uygun parametrelerde yüzeyleri ovmak için bir rayon bez sürtünme makinesi kullanın. Yeni bir cam yüzey üzerine fotoreaktif yapıştırıcı ve 5 mikrometre çapında cam parçacıkları 0,1 miligram 100 mikrolitre ekleyin ve malzemeleri karıştırmak için bir ataş ucu kullanın.Hücre boşluğu ayarlamak için cam substrat hücrenin dört köşesine karışık malzeme aktarın ve düşük basınçlı cıva buharı kısa ark lambası veya UV 365 nanometre dalga boyu ile hücre aydınlatmak için led kullanın. Aydınlatmadan sonra, hücreyi sıcak bir aşamaya yerleştirin ve hücreyi izotropik sıvı nematik faz geçişinin üzerinde bir sıcaklığa ısıtmak için sahnenin hedef sıcaklığını ayarlayın. Faz geçişinin sonunda, 0,2 ila 10 mikrolitrelik sıvı kristal malzemenin tamamını hücrenin açık bir yüzeyine aktarın.Sıvı kristal malzeme ve hücregirişi arasında temas elde etmek için hücre girişine doğru malzeme itmek için bir microspatula kullanın. Sonra sıvı kristal malzeme kılcal kuvvet ile hücre doldurmak için bekleyin. Sıvı kristal hücrelerinin doku karakterizasyonu için, örnekleri polarize ışık mikroskobu altında artı veya eksi 0,1 kelvin doğruluğu ile numune sıcaklığını kontrol etmek için sıcak sahne üzerine yerleştirin.UV ışınlaması ile ve olmadan soğutma ve ısıtma sırasında dokuları sırayla kaydetmek için dijital renkli kamera ve UV epi-illuminator kullanın. Numunelerin reolojik ölçümü için, önce üreticinin talimatlarına göre yazılım içinde geometri ataleti ve sıfır boşluk kalibrasyonları gerçekleştirin. Sonra toz CB6OABU örnek 250 miligram dışarı tartmak.Bir sonraki yük reometre nin baz kuvars plaka üzerine örnek ve izotropik-nematik faz geçiş noktası üzerinde bir değer için örnek odasının sıcaklığını ayarlayın. Daha sonra numuneyi sandviçlemek için ölçüm plakasını taban kuvars plakasına yaklaştırmak için bir boşluk değeri belirleyin. Ölçüm plakası kırpma konumunda durduğunda boşluğun dışında olan fazla numuneyi kesmek için kağıt laboratuar mendilleri kullanın.Ölçümü gerçekleştirmek için, cb6OABOBu'nun fotoromatolojik anahtarlamasını yüksek basınçlı cıva buharı kısa ark lambasını kullanarak ölçerek numuneyi 365 nanometreye ışınlayın. Nematik fazda moleküllerin tek eksenli bir hizalaması gerçekleşir. Sıcaklığı karanlıkta büküm büküme düşürürken, çizgili çizgilerin sıvı kristal hücresinin sürtünme yönüne paralel olarak koşturduğu çizgili bir desen oluşur.Sıcaklığın daha da düşmesi kristalleşmeye yol açar. UV ışığı ile ışınlama, bükümün transtan cis durumuna dönüşmesine neden olarak faz değişimi ve dolayısıyla doku değişimi yle sonuçlanır ve UV ışığı, büküm-büküm aşamasından başlayarak çizgili dokuyu nematik fazın tek eksenli hizalanmış durumuna dönüştürür. UV ışığının kapatılıp moleküllerin güçlerinigüsüne ve trans durumuna tekrar girişmesine olanak sağlayarak büküm büküm fazının çizgili dokusunun yeniden oluşturuçunu sağlayır.CB6OABOBu'nun çeşitli koşullar altında etkin viskozitesinin ölçülmesi, etkili kesme viskozitesinin sıcaklık bağımlılığını ortaya koymaktadır. Burada birinci ve ikinci koşularda farklı sıcaklıklarda etkili kesme viskozitesinin kesme stresi bağımlılığı görülebilir. Bu grafikte, farklı sıcaklıklarda UV ışınlama tarafından tetiklenen etkili kesme viskozitesi arasındaki varyasyon gösterilmiştir.Ve bu grafikler, iki farklı sıcaklıkta bir günlük ölçeğinde etkili kesme viskozitesinin anahtarlama eğrilerini göstermektedir. Güvenilir veri elde etmek için, ölçümleri almadan hemen önce reometreyi kalibre etmek çok önemlidir. Işığa duyarlı dimerler üzerinde gelecekteki çalışmalar için bir fikir farklı aşamaları ve aydınlatma koşulları moleküler dinamikleri içine fikir verebilir bir geniş bant dielektrik spektrumları kontrol etmektir.

high-contrast-fast-photorheological-switching-twist-bend-nematic

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Bir yeni bir yöntem sentez ve programın ana zincirli sıvı kristalin elastomerleri, ticari olarak temin edilebilir başlangıç ​​monomerler kullanılarak sunulmuştur. Tahrik performansı programlama sırasında, tatbik edilen gerilim miktarına bağlı ise, termomekanik özelliklerin geniş bir yelpazede, çapraz bağlayıcı miktarının ayarlanması ile özel.

Bir iki-aşamalı Tiol akrilat reaksiyonu kullanılarak programlanabilir ana zincirli Sıvı kristal Elastomerler sentezi

Siloksan bazlı ve epoksi bazlı sıvı kristal elastomerlerin (LCE'ler) ve LCE nanokompozitlerinin hazırlanmasını gösteriyoruz. LCE'ler, tersinir gerinim, sıvı kristal sıralaması ve sertlik açısından karakterize edilir. Potansiyel bir uygulama olarak, aktif hücre kültürü için özel bir cihazda şekle duyarlı substratlar olarak kullanımlarını gösteriyoruz.

Monodomain Sıvı Kristal Elastomerler ve Likit Kristal Elastomer Nanokompozitlerinin Hazırlanması

Burada, hem şeklin hem de moleküler hizalamanın doğrudan lazer yazma kullanılarak nanometre ölçeğinde doğrulukla tasarlanabildiği 3D polimerik mikro/nano yapılar üretiyoruz. Çeşitli sıvı kristal elastomer mikro yapılarının ışık kaynaklı deformasyonu mikroskobik ölçekte kontrol edilebilir.

Serbest biçimli Işık Aktüatörler - Mikroskobik Ölçeğinde imalat ve çalıştırma Kontrolü

Burada, sıcaklığa tepki olarak bir sıvı kristalin yönlendirici geçişini tetikleyen bir protokol sunuyoruz. Geçişi ve ayrıntılı geçiş evrimini izlemek için bir örnek hazırlamak için yöntemler anlatılmıştır.

Yüzey Islatma Levhalarının Termodinamik Büyümesi ile tetiklenen Sıvı Kristalde Oryantasyon Geçişi

Mekanik olarak sürekli ışık ışınlama altında salınım sıvı kristal polimer filmler oluşturmak için protokol hedefidir. Müstakil filmleri, fotoğraf-çalıştırma için sıvı kristal hizalama yönteminden anlayışı ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Bu malzeme hazırlamak için uygulanan deneysel protokol genel olarak geçerlidir.

Işık tarafından indüklenen makroskopik salınım hareketi için sıvı kristal ağlar hazırlanması

Burada, bir sütun halinde photoexcited molekülleri etrafında yerel yapıların deformasyonlar gözlemleri sağlayan diferansiyel-algılama analizleri zaman karar vermek kızılötesi titreşim spektroskopisinin ve elektron kırınım protokolleri mevcut sıvı kristal, yapısı ve bu fotoaktif malzeme dinamikleri arasındaki ilişki üzerine atomik bir bakış açısı veren.

Yapısal Photoresponsive sıvı kristaller dinamikleri gözlemlemek için yeni teknikleri

Bu makalede mikrosıvısal süreci ve sıvı kristal elastomerler kişiseldir parçacıkları hazırlamak için parametreler açıklanır. Bu işlem çalıştırma büyüklüğü yanı sıra parçacıklar ve onların boyutu ve şekli (gelen oblate şiddetle muhtemelen için çekirdek-kabuk ve Janus türleri morfoloji) varyasyon prensibi hazırlık sağlar.

Sıvı kristal Elastomer aktüatörler mikrosıvısal hazırlanması

Bir Redoks duyarlı kiral dopant hızlı ve düşük voltaj işlemi izin sunulan içeren bir yansıtıcı Kolesterik sıvı kristal ekran cihaz imalat için bir protokol.

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

Hedefsiz metabolomik bir metabolik profili anlık üreten bir hipotez sağlar. Bu protokol, serum hücreler veya doku metabolitlerinin çıkarma ve analiz gösterecektir. Metabolitleri bir dizi sıvı-sıvı faz ekstraksiyon kullanılarak anket vardır, Mikrosirkülasyon Ultra Performanslı sıvı kromatografisi / diferansiyel analiz yazılımı için birleştiğinde yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi (UPLC-HRMS).

Ultra Performanslı Sıvı Kromatografi-Yüksek Çözünürlüklü Kütle Spektrometre (UPLC-HRMS) kullanarak Biyolojik Kaynaklar gelen hedefsiz Metabolomik

Bakteri hücre duvarı peptidoglikan, peptitler tarafından çaprazlanmış şeker iplikçiklerinden oluşan bir makromoleküler ağdır. Ultra Performanslı Sıvı Kromatografi, peptidoglikan kompozisyonunun yeni keşifleri için yüksek çözünürlük ve verim sağlar. Hücre duvarlarının izolasyonu (sakculi) ve daha sonra UPLC aracılığıyla analize hazırlanmaları için bir prosedür sunuyoruz.

Ultra Performanslı Sıvı Kromatografisi ile Bileşimsel Analiz için Bakteriyel Hücre Duvarlarının İzolasyonu ve Hazırlanması

Keşfedin sıvı kristallerin viskoelastik uzama özelliklerini karakterize etme yöntemini, fotoreolojik malzemeler geliştirmek için. Bu protokol, ışık uyaranları altında reolojik özellikleri gerçek zamanlı ölçme imkanı sunar.

Twist-Bend Nematic Sıvı Kristalin Yüksek Kontrastlı ve Hızlı Fotoromatolojik Geçişi

Daha fazla video keşfet