Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bir Redoks duyarlı kiral dopant hızlı ve düşük voltaj işlemi izin sunulan içeren bir yansıtıcı Kolesterik sıvı kristal ekran cihaz imalat için bir protokol.
Kolesterik sıvı kristal (LC) içeren bir prototip yansıtıcı görüntü aygıtı imalatı için bir yöntem etkin bir bileşeni olarak göstermektedir. Kolesterik LC bir nematik LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), redoks duyarlı kiral dopant (FcD) ve destekleyici bir elektrolit 1-etil-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIm-OTf) oluşur. FcDen önemli bileşenidir. Bu molekül sarmal büküm güç (HTP) değerini yanıt Redoks reaksiyonları olarak değiştirir. Bu nedenle, elektrik bizi canlı tutan onun yansıması rengini değiştirmek aygıtın yerinde elektrokimyasal Redoks reaksiyonları LC karışımı izin. LC karışımı, bir kılcal eylemle bunlardan biri poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -coile kaplı iki cam slayt desenli indiyum kalay oksit (ITO) elektrotlar ile oluşan bir hücreye sandviç türü ITO cam tanıtıldı-Poli (etilen glikol) perklorat (PEDOT+) ile katkılı. +1.5 V başvuru üzerine, cihazın yansıma rengini değiştirmiş maviden (467 nm) yeşil (485 nm) 0.4 s. sonraki uygulama 0 V yapılan cihazın orijinal mavi renk 2,7 kurtarmak s. Bu cihaz onun en hızlı elektrikli yanıt tarafından karakterize ve herhangi arasında en düşük işletme gerilimi daha önce Kolesterik LC aygıt bildirdi. Bu cihaz bir sonraki nesil yansıtıcı görüntüler düşük enerji tüketimi oranları ile geliştirilmesi için önünü açabilir.
Kolesterik sıvı kristaller (LCs) parlak yansıma renkleri nedeniyle kendi iç Helisel moleküler düzenlemeler1,2,3,4sergi bilinmektedir. Yansıma dalga boyu λ P ve ortalama refraktif indeks n Akkreditivin Helisel saha tarafından belirlenir (λ = nP). Böyle LCs kiral doping tarafından oluşturulabilir bileşikler (kiral dopants) nematik LCs için ve onun Helisel pitch denklemi P tarafından tanımlanan = 1/βMC, βM Helisel büküm güç (HTP) nerede ve C azı kiral dopant kısmını. Bu kavram, uyaranlara ışık5,6,7,8, ısı9, manyetik alan10ve gaz11 gibi çeşitli yanıt verebilir çeşitli kiral dopants temel geliştirilmiştir. Gibi özellikleri sensörler12 ve lazerler13,14,15 diğerleri arasında gibi çeşitli uygulamalar için potansiyel olarak yararlı16,17,18 .
Son zamanlarda, ilk Redoks duyarlı kiral dopant Redoks reaksiyonları cevaben HTP değerini değiştirebilirsiniz FcD (şekil 1A)19 geliştirdik. FC D tersinir Redoks reaksiyonları20,21,22geçirmek için bir ferrocene birimi ve yüksek HTP değeri23sergilemek için bilinen bir binaphthyl birimi oluşur. FcileD, destekleyici bir elektrolit huzurunda katkılı Kolesterik LC 0.4 s ve yeniden elde etmek onun orijinal renk 2.7 içinde içinde yansıma rengini değiştirebilirsiniz s +1.5 ve 0 V, gerilim başvurusu üzerine sırasıyla. Yüksek tepki hızı ve düşük işletme gerilimi aygıt için diğer Kolesterik LC cihaz arasında görülmemiş defa bildirilmektedir görülmektedir.
Kolesterik LCs önemli uygulamalardan biri olan enerji tüketim oranı çok daha geleneksel LC görüntüler düşüktür yansıtıcı görüntüler mevcuttur. Bu amaçla, Kolesterik LCs elektriksel uyaranlar ile onun yansıması renk değiştirir. Ancak, önceki metodolojileri çoğunun bir elektrik uygulamalı elektriksel uyaranlar ana bilgisayar LC molekülleri arasında yüksek gerilim gerektiren 40'tan fazla V24,25,26,27 coupling ve kullanmak ,28. Elektrikle duyarlı kiral dopant kullanımı için aynı zamanda düşük tepki hızı ile yüksek gerilim gerektiren bizim önceki iş31, dahil olmak üzere sadece birkaç örnekler29,30 vardır. Bu önceki işleri, bizim FcDperformansını göz önüne alındığında-katkılı Kolesterik LC aygıtın, özellikle hızlı renkli modülasyon hızı (0,4 s) ve düşük işletme gerilimi (1.5 V), büyük ölçüde olabilir çığır açan bir başarı Sonraki nesil yansıtıcı görüntüler gelişimine katkıda bulunmak. Bu ayrıntılı iletişim kuralında, imalat süreçleri ve çalışma usulleri, prototip Kolesterik LC görüntüleme aygıtlarına göstermektedir.
1. Kolesterik LC karışımı hazırlanması
2. sandviç türü ITO cam hücre hazırlanması
3. renk modülasyon deneyler
Fotoğraflar, geçirgenliği spectra ve zaman bağımlı geçirgenliği değiştirmek profilleri, 510 nm FcDiçeren LC aygıt için toplanan-katkılı (3.1 mol %) Kolesterik LC EMIm-OTf (3.0 mol %) huzurunda 0 ve +1.5 V 37 ° C'de arasındaki gerilim uygulama döngüsü sırasında
FcD (3.1 mol %), EMIm-OTf (3.0 mol %) iç...
+1.5 V ITO elektrot (şekil 1C) dön dilekçe üzerine FcD FcD+oluşturmak için bir oksidasyon reaksiyonu uğrar. FcD+ (101 µm-1, şekil 1B) Helisel büküm gücünü Fc...
İfşa etmek yok.
RIKEN Merkezi'nden Dr. Keisuke Tajima değerli tartışmalar için acil sorun bilim için teşekkür ediyoruz. Bu çalışmanın bir parçası gelişmiş karakterizasyonu nanoteknoloji platformu Tokyo Üniversitesi yapılmıştır, Milli Eğitim Bakanlığı, kültür, spor, bilim ve Teknoloji (MEXT) tarafından desteklenen, Japonya. T.A. Y.I. için zorlu bir JSP'ler Grant-in-Aid için minnettar olduğu için bu eser mali JSP'ler Grant-in-Aid tarafından bilimsel araştırma (S) (18 H 05260) için "Yenilikçi işlevsel malzemeler çok ölçek Interfacial moleküler bilime dayalı" desteklenmiştir Araştırmacı araştırma (16K 14062). Altyazılı JSP'ler genç bilim adamı bursu teşekkürler.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-Ethyl-3-methylimidazolium Trifluoromethanesulfonate, 98% | TCI | E0494 | |
4-Cyano-4'-pentyloxybiphenyl, 98% | TCI | C1551 | |
Diamond tipped glass cutter | AS ONE | 6-539-05 | |
Dichloromethane, 99.5% | KANTO CHEMICAL | 10158-2B | HPLC grade |
Differential Scanning Calorimeter | METTLER TOLEDO | DSC 1 | |
Digital microscope | KEYENCE | VHX-5000 | |
Extran MA01 | Merck | 107555 | |
Fully ITO-coated glass plate | Costum order, Resistance: ~30Ω | ||
Glass beads | Thermo Fisher Scientific | 9005 | 5 ± 0.3 μm in diameter |
Hot stage | INSTEC | mK1000 | |
ITO-patterned glass plate | Costum order, Resistance: ~30Ω | ||
Oil rotary vacuum pump | SATO VAC | TSW-150 | Pressure: ~5 Pa |
Optical adhesive | Noland | NOA81 | |
Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), bis-poly(ethyleneglycol), lauryl terminated | Sigma Aldrich | 687316 | 0.7 wt% (dispersion in nitromethane) |
Potentiostat | TOHO TECHNICAL RESEARCH | PS-08 | |
Rubbing machine | EHC | MRJ-100S | |
Spectrophotometer | JASCO | V-670 UV/VIS/NIR | |
Spin coater | MIKASA | 1H-D7 | |
Ultrapure water | Merck | Milli-Q Integral 3 | |
Ultrasonic bath | AS ONE | ASU-2 | Power: 40 W |
Ultrasonic soldering | KURODA TECHNO | SUNBONDER USM-IV | |
UV lamp | AS ONE | SLUV-4 | Power: 4 W |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır