Name: orientational transition in a liquid crystal triggered by the thermodynamic growth of interfacial wetting sheets
Uploaded: 2017-05-15T13:00:00
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Este trabalho foi apoiado por JSPS KAKENHI concessão número 16H06037. Agradecemos sinceramente ao Dr. Yuji Sasaki na Universidade de Hokkaido pela assistência técnica para HR-DSC.

1. Preparação da camada de alinhamento de cristais líquidos de um perfluoropolímero sobre substratos de vidro <ol><li> Preparação da solução de perfluoropolímero <ol><li> Preparar 1 mL da solução de perfluoropolímero por dissolução de uma solução de perfluoropolímero (9% em peso de polímero) num solvente comercial numa proporção de 1: 2; Isto assegura filmes uniformes de 0,5-1 um de espessura para serem revestidos por centrifugação. NOTA: Consulte a lista de materiais para...

<ol>
	<li>Woltman, S. J., Jay, G. D., Crawford, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-Crystal+Materials+Find+a+New+Order+in+Biomedical+Applications.">Liquid-Crystal Materials Find a New Order in Biomedical Applications.</a> Nat. Mater. 6 (12), 929-938 (2007).</li><li>Carlton, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+and+Biological+Sensing+Using+Liquid+Crystals.">Chemical and Biological Sensing Using Liquid Crystals.</a> Liq. Cryst.Rev. 1 (1), 29-51 (2013).</li><li>Patel, J. S., Yokoyama, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+Anchoring+Transition+in+Liquid+Crystals.">Continuous Anchoring Transition in Liquid Crystals.</a> Nature. 362, 525-527 (1993).</li><li>Senyuk, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+alignment,+anchoring+transitions,+optical+properties,+and+topological+defects+in+the+nematic+phase+of+thermotropic+bent-core+liquid+crystal+A131.">Surface alignment, anchoring transitions, optical properties, and topological defects in the nematic phase of thermotropic bent-core liquid crystal A131.</a> Phys Rev E. 82 (4 Pt 1), 041711 (2010).</li><li>Bechhoefer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Behavior+in+Anchoring+Transitions+of+Nematic+Liquid+Crystals.">Critical Behavior in Anchoring Transitions of Nematic Liquid Crystals.</a> Phys. Rev. Lett. 64 (16), 1911-1914 (1990).</li><li>Dhara, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anchoring+Transitions+of+Transversely+Polar+Liquid-Crystal+Molecules+on+Perfluoropolymer+Surfaces.">Anchoring Transitions of Transversely Polar Liquid-Crystal Molecules on Perfluoropolymer Surfaces.</a> Phys. Rev. E. 79 (6 Pt 1), 60701 (2009).</li><li>Aya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stepwise+heat-capacity+change+at+an+orientation+transition+in+liquid+crystals.">Stepwise heat-capacity change at an orientation transition in liquid crystals.</a> Phys. Rev. E. 86 (2), 022512 (2014).</li><li>Aya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermodynamically+Anchoring-Frustrated+Surface+to+Trigger+Bulk+Discontinuous+Orientational+Transition.">Thermodynamically Anchoring-Frustrated Surface to Trigger Bulk Discontinuous Orientational Transition.</a> Langmuir. 32 (41), 10545-10550 (2016).</li><li>Dhara, S., Madhusudana, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+characterisation+of+4'-butyl-4-heptyl-bicyclohexyl-4-carbonitrile.">Physical characterisation of 4'-butyl-4-heptyl-bicyclohexyl-4-carbonitrile.</a> Phase Trans. 81 (6), 561-569 (2008).</li><li>Dierking, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Textures of Liquid Crystals. , (2003).</li><li>Perkowski, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+aspects+of+dielectric+spectroscopy+measurements+of+liquid+crystals.">Technical aspects of dielectric spectroscopy measurements of liquid crystals.</a> Opto-Electronics Review. 16 (3), 271-276 (2008).</li><li>Inaba, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-watt+stabilized+DSC+and+ITS+applications.">Nano-watt stabilized DSC and ITS applications.</a> J Therm Anal Calorim. 79 (3), 605-613 (2005).</li><li>Leveiller, F., Boehm, C., Jacquemain, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+crystal+structure+of+cadmium+arachidate+studied+by+synchrotron+X-ray+diffraction+and+reflectivity.">Two-dimensional crystal structure of cadmium arachidate studied by synchrotron X-ray diffraction and reflectivity.</a> Langmuir. 10 (3), 819-829 (1994).</li><li>de Gennes, P. G., Prost, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Physics of Liquid Crystals (Second Edition). , (1993).</li><li>Aya, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+Behavior+in+an+Electric-Field-Induced+Anchoring+Transition+in+a+Liquid+Crystal.">Critical Behavior in an Electric-Field-Induced Anchoring Transition in a Liquid Crystal.</a> Phys. Rev. E. 86 (1 Pt 1), 10701 (2012).</li><li>Avrami, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Phase+Change.+I+General+Theory.">Kinetics of Phase Change. I General Theory.</a> J. Chem. Phys. 7, 1103-1112 (1939).</li><li>Avrami, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+Phase+Change.+II+Transformation-Time+Relations+for+Random+Distribution+of+Nuclei.">Kinetics of Phase Change. II Transformation-Time Relations for Random Distribution of Nuclei.</a> J. Chem. Phys. 8 (2), 212-224 (1939).</li><li>Avrami, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Granulation+Phase+Change,+and+Microstructure+Kinetics+of+Phase+Change.+III.">Granulation Phase Change, and Microstructure Kinetics of Phase Change. III.</a> J. Chem. Phys. 9, 177-184 (1941).</li><li>Sasaki, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinctive+Thermal+Behavior+and+Nanoscale+Phase+Separation+in+the+Heterogeneous+Liquid-+Crystal+B4+Matrix+of+Bent-Core+Molecules.">Distinctive Thermal Behavior and Nanoscale Phase Separation in the Heterogeneous Liquid- Crystal B4 Matrix of Bent-Core Molecules.</a> Phys. Rev. Lett. 107 (23), 237802 (2011).</li></ol>

As 10x imagens POM tiradas utilizando uma célula LC de 5 μm ( Figuras 1a e b ) mostram claramente que o estado de orientação das moléculas LC a granel transita entre as orientações P e V à variação de temperatura de uma maneira de primeira ordem. Isto é marcado pelos processos de nucleação e crescimento do domínio, com uma nova orientação diferindo da orientação inicial em 90 °. As temperaturas de transição após arrefecimento e aquecimento são 321,5 K e 325,3 K, r...

Nos últimos anos tem havido um interesse crescente em aprender como as características moleculares dinâmicas e as estruturas das moléculas de superfície em resposta a estímulos externos podem afetar a orientação em massa de materiais em estados LC. Um exemplo é usar biossensores LC como uma nova aplicação das LCs 1 , 2 . Para quantificar quantas espécies-alvo são detectadas, é importante saber como as LCs interfaciais que entram em contato com as moléculas alvo aderentes mudam e evoluem, enquanto também detectam e como elas transferem / traduzem suas propriedades para o volume. Usando modelos para perseguir essas respostas, começamos com sistemas que têm sua orientação molecular de superfície e ordens de curto alcance variando termodinamicamente. Estes sistemas permitem correlacionar as mudanças na orientação superficial e ordens com a orientação granel resultante de uma maneira sistemática. Recentemente, encontramos vários sistemas LC que exibemTransições rientacionais, onde uma orientação de massa molecular espontânea muda com a temperatura. Em princípio, as transições orientacionais podem ser categorizadas em transições de quase-segunda ordem 3 , 4 ou quase-primeira-ordem 5 , 6 , 7 , 8 . O primeiro é acompanhado por uma reorientação molecular contínua em massa sobre as mudanças de temperatura, enquanto que o último demonstra uma reutilização descontínua. Neste artigo, descrevemos uma transição orientacional na forma de quase-primeira ordem entre os estados orientativos P e V. Prossegue na fase nematic única (N) mudando a temperatura. Os detalhes serão fornecidos nos Resultados Representativos e na Discussão. Como a mudança de orientação na massa deve ser governada por uma mudança na orientação molecular da superfície e, É evidente que este sistema pode potencialmente oferecer insights sobre como a variação termodinâmica na orientação molecular de superfície e ordens de curto alcance afeta a orientação em massa. Neste artigo, com o objetivo de compreender as questões acima mencionadas, abordamos três problemas usando quatro métodos complementares ( ie, POM, DS, HR-DSC e GI-XRD): (1) Como é a transição orientacional? (2) A transição orientacional é termicamente detectável? (3) Por que e como ocorre a transição orientacional?

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CYTOP</td>
			<td>Asahi Glass Co. Ltd.</td>
			<td>CTX-809A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solvent for CYTOP</td>
			<td>Asahi Glass Co. Ltd.</td>
			<td>CT-180 Sol.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alkaline detergent</td>
			<td>Merck KGaA</td>
			<td>Extran MA01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOA61</td>
			<td>Norland Products, Inc.</td>
			<td>#37-322</td>
			<td>Purchasable from Edmund Optics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AL1254</td>
			<td>JSR Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Planar alignment material in self-made cells</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4&#8217;-butyl-4-heptyl-bicyclohexyl-4-carbonitrile</td>
			<td>Nematel GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV-O3 cleaner</td>
			<td>Technovision Inc.</td>
			<td>UV-208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot-stage system</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>HS82</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-Definition Color Camera Head</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>DS-Fi1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Impedance/gain-phase analyzer</td>
			<td>Solartron Analytical</td>
			<td>1260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Indium Tin Oxide (ITO)-coated substrate</td>
			<td>GEOMATEC Co. Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Custom-made</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

orientational transition in a liquid crystal triggered by the thermodynamic growth of interfacial wetting sheets

Na química física do cristal líquido (LC), as moléculas perto da superfície desempenham um grande papel no controle da orientação volumétrica. Até agora, principalmente para alcançar os estados de orientação molecular desejados em monitores LC, a propriedade de superfície &quot;estática&quot; de LCs, a chamada ancoragem superficial, tem sido intensamente estudada. Como regra geral, uma vez que a orientação inicial das LCs é &quot;bloqueada&quot; por tratamentos de superfície específicos, tais como a fricção ou o tratamento com uma camada de alinhamento específica, dificilmente muda com a temperatura. Aqui, apresentamos um sistema exibindo uma transição orientacional sobre a variação de temperatura, o que entra em conflito com o consenso. Logo na transição, as moléculas LC em massa experimentam a rotação orientativa, com 90 ° entre a orientação planar (P) a altas temperaturas e a orientação vertical (V) a baixas temperaturas na transição de primeira ordem. Nós seguimos o comportamento de ancoragem da superfície termodinâmica por meio da microscopia óptica polarizadora (POM), espectroscopia dielétrica (DS), calorimetria de varredura diferencial de alta resolução (HR-DSC) e difração de raios X de incidência de pasto (GI-XRD) e atingiu uma explicação física plausível: a transição é desencadeada por um crescimento de superfície Que impõem a orientação V localmente contra a orientação P na massa. Essa paisagem forneceria uma ligação geral explicando como a orientação em massa de equilíbrio é afetada pela orientação localizada na superfície em muitos sistemas LC. Em nossa caracterização, POM e DS são vantajosos oferecendo informações sobre a distribuição espacial da orientação das moléculas LC. HR-DSC fornece informações sobre as informações termodinâmicas precisas sobre transições, que não podem ser tratadas por instrumentos DSC convencionais devido à resolução limitada. GI-XRD fornece informações sobre orientação molecular específica de superfície e ordenações de curto alcance. O objetivo deste trabalho é apresentar um protocolo para a preparação de uma amostra que exiba o transiE demonstrar como a variação estrutural termodinâmica, tanto no volume quanto nas superfícies, pode ser analisada pelos métodos acima mencionados.

As imagens de POM, dados DS, dados HR-DSC e padrões GI-XRD foram recolhidos durante a variação de temperatura, especialmente na vizinhança da transição de orientação tanto ao arrefecimento como ao aquecimento. A Figura 1 representa a evolução da textura feita pelas medições de POM e DS durante a observação de POM da transição de orientação do estado de orientação P (V) para V (...

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Orientational Transition in a Liquid Crystal Triggered by the Thermodynamic Growth of Interfacial Wetting Sheets

Aqui, apresentamos um protocolo para desencadear uma transição de orientação de um cristal líquido em resposta à temperatura. São descritas metodologias para a preparação de uma amostra, a fim de observar a transição ea evolução de transição detalhada.

Transição Orientacional em Cristal Líquido Ativada pelo Crescimento Termodinâmico de Folhas Múltiplas Interfaciais

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