Name: an electrochemical cholesteric liquid crystalline device for quick and low-voltage color modulation
Uploaded: 2019-02-27T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Electrochemical Cholesteric Liquid Crystalline Device for Quick and Low-Voltage Color Modulation at JoVE.com

ونشكر الدكتور كيسوكي تاجيما من مركز بتبريد "العلم هذه المسألة الناشئة" للمناقشات القيمة. جزء من هذا العمل وقد أجرى في منصة تقنية النانو توصيف متقدمة من جامعة طوكيو، وتدعمها وزارة التربية والتعليم، والثقافة والرياضة، والعلوم والتكنولوجيا، اليابان. هذا العمل ماليا وأيده معونات JSPS للعلمية البحثية (S) (ح 18 05260) على "المواد الفنية المبتكرة استناداً إلى مقياس متعدد العلوم الجزيئية السطح البيني" لتشعر بالامتنان لمعونات JSPS لتحدي Y.I. يأتون البحوث الاستكشافية (14062 ك 16). شارع فضل زمالة عالم الشباب JSPS.

1-إعداد الخليط LC cholesteric
<ol><li>إضافة 84.6 مغ 5OCB وملغ 5.922 إف سيد19 (3.1 mol % إلى 5OCB) في قنينة زجاجية نظيفة 10 مل.</li>
	<li>إضافة 12.9 مغ من اللوبي اميم و 10 مل من الميثان (CH Cl22) في قنينة زجاج مل 10 نظيفة جديدة ومزيج جيد. نقل 2.1 مل الحل اميم-اللوبي في 5OCB-و نادي<st...

<ol>
	<li>Chandrasekhar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Liquid Crystals. , (1992).</li><li>Blinov, L. M., Chigrinov, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrooptic Effects in Liquid Crystal Materials. , (1994).</li><li>Pieraccini, S., Masiero, S., Ferrarini, A., Spada, 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=Chirality+transfer+across+length-scales+in+nematic+liquid+crystals:+fundamentals+and+applications.">Chirality transfer across length-scales in nematic liquid crystals: fundamentals and applications.</a> Chemical Society Reviews. 40 (1), 258-271 (2011).</li><li>Eelkama, R., Feringa, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amplification+of+chirality+in+liquid+crystals.">Amplification of chirality in liquid crystals.</a> Organic &amp; Biomolecular Chemistry. 4 (20), 3729-3745 (2006).</li><li>Wang, L., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-Directing+self-organized+3D+liquid-crystalline+nanostructures:+from+materials+design+to+photonic+applications.">Stimuli-Directing self-organized 3D liquid-crystalline nanostructures: from materials design to photonic applications.</a> Advanced Functional Materials. 26 (1), 10-28 (2016).</li><li>Bisoyi, H. K., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-directing+chiral+liquid+crystal+nanostructures:+from+1D+to+3D.">Light-directing chiral liquid crystal nanostructures: from 1D to 3D.</a> Accounts of Chemical Research. 47 (10), 3184-3195 (2014).</li><li>van Delden, R. A., Koumura, N., Harada, N., Feringa, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unidirectional+rotary+motion+in+a+liquid+crystalline+environment:+color+tuning+by+a+molecular+motor.">Unidirectional rotary motion in a liquid crystalline environment: color tuning by a molecular motor.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (8), 4945-4949 (2002).</li><li>Mathews, M., Tamaoki, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planar+chiral+azobenzenophanes+as+chiroptic+switches+for+photon+mode+reversible+reflection+color+control+in+induced+chiral+nematic+liquid+crystals.">Planar chiral azobenzenophanes as chiroptic switches for photon mode reversible reflection color control in induced chiral nematic liquid crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 130 (34), 11409-11416 (2008).</li><li>Huang, Y., Zhou, Y., Doyle, C., Wu, S. -. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+photonic+band+gap+in+cholesteric+liquid+crystals+by+temperature-dependent+dopant+solubility.">Tuning the photonic band gap in cholesteric liquid crystals by temperature-dependent dopant solubility.</a> Optics Express. 14 (3), 1236-1242 (2006).</li><li>Hu, W., 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=Magnetite+nanoparticles/chiral+nematic+liquid+crystal+composites+with+magnetically+addressable+and+magnetically+erasable+characteristics.">Magnetite nanoparticles/chiral nematic liquid crystal composites with magnetically addressable and magnetically erasable characteristics.</a> Liquid Crystals. 37 (5), 563-569 (2010).</li><li>Han, Y., Pacheco, K., Bastiaansen, C. W. M., Broer, D. J., Sijbesma, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+monitoring+of+gases+with+cholesteric+liquid+crystals.">Optical monitoring of gases with cholesteric liquid crystals.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (9), 2961-2967 (2010).</li><li>Kelly, J. A., 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=Responsive+photonic+hydrogels+based+on+nanocrystalline+cellulose.">Responsive photonic hydrogels based on nanocrystalline cellulose.</a> Angewandte Chemie International Edition. 52 (34), 8912-8916 (2013).</li><li>Coles, H., Morris, S. <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+lasers.">Liquid-crystal lasers.</a> Nature Photonics. 4 (10), 676-685 (2010).</li><li>Xiang, 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=Electrically+tunable+laser+based+on+oblique+heliconical+cholesteric+liquid+crystal.">Electrically tunable laser based on oblique heliconical cholesteric liquid crystal.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (46), 12925-12928 (2016).</li><li>Song, M. H., 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=Effect+of+phase+retardation+on+defect-mode+lasing+in+polymeric+cholesteric+liquid+crystals.">Effect of phase retardation on defect-mode lasing in polymeric cholesteric liquid crystals.</a> Advanced Materials. 16 (9-10), 779-783 (2004).</li><li>White, T. J., McConney, M. E., Bunning, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+color+in+stimuli-responsive+cholesteric+liquid+crystals.">Dynamic color in stimuli-responsive cholesteric liquid crystals.</a> Journal of Materials Chemistry. 20 (44), 9832-9847 (2010).</li><li>Bisoyi, H. K., Bunning, T. J., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-driven+control+of+the+helical+axis+of+self-organized+soft+helical+superstructures.">Stimuli-driven control of the helical axis of self-organized soft helical superstructures.</a> Advanced Materials. 30 (25), 1706512 (2018).</li><li>Bisoyi, H. K., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-driven+liquid+crystalline+materials:+from+photo-induced+phase+transitions+and+property+modulations+to+applications.">Light-driven liquid crystalline materials: from photo-induced phase transitions and property modulations to applications.</a> Chemical Reviews. 116 (26), 15089-15166 (2016).</li><li>Tokunaga, S., Itoh, Y., Tanaka, H., Araoka, F., Aida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox-responsive+chiral+dopant+for+quick+electrochemical+color+modulation+of+cholesteric+liquid+crystal.">Redox-responsive chiral dopant for quick electrochemical color modulation of cholesteric liquid crystal.</a> Journal of the American Chemical Society. 140 (35), 10946-10949 (2018).</li><li>Step&#780;nick&#780;a, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ferrocenes: Ligands, Materials and Biomolecules. , (2008).</li><li>Togni, A., Hayashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ferrocenes: Homogeneous Catalysis, Organic Synthesis, Materials Science. , (1995).</li><li>Fukino, T., Yamagishi, H., Aida, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redox-responsive+molecular+systems+and+materials.">Redox-responsive molecular systems and materials.</a> Advanced Materials. 29 (25), 1603888 (2017).</li><li>Goh, M., Akagi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Powerful+helicity+inducers:+axially+chiral+binaphthyl+derivatives.">Powerful helicity inducers: axially chiral binaphthyl derivatives.</a> Liquid Crystals. 35 (8), 953-965 (2008).</li><li>Xianyu, H., Faris, S., 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=In-plane+switching+of+cholesteric+liquid+crystals+for+visible+and+near-infrared+applications.">In-plane switching of cholesteric liquid crystals for visible and near-infrared applications.</a> Applied Optics. 43 (26), 5006-5015 (2004).</li><li>Lin, T. H., 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=Electrically+controllable+laser+based+on+cholesteric+liquid+crystal+with+negative+dielectric+anisotropy.">Electrically controllable laser based on cholesteric liquid crystal with negative dielectric anisotropy.</a> Applied Physics Letters. 88 (6), 061122 (2006).</li><li>Bailey, C. A., 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+limitations+to+the+electro-mechanical+tuning+range+of+negative+dielectric+anisotropy+cholesteric+liquid+crystals.">Surface limitations to the electro-mechanical tuning range of negative dielectric anisotropy cholesteric liquid crystals.</a> Journal of Applied Physics. 111 (6), 063111 (2012).</li><li>Bailey, C. A., 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=Electromechanical+tuning+of+cholesteric+liquid+crystals.">Electromechanical tuning of cholesteric liquid crystals.</a> Journal of Applied Physics. 107 (1), 013105 (2010).</li><li>Xiang, 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=Electrically+tunable+selective+reflection+of+light+from+ultraviolet+to+visible+and+infrared+by+heliconical+cholesterics.">Electrically tunable selective reflection of light from ultraviolet to visible and infrared by heliconical cholesterics.</a> Advanced Materials. 27 (19), 3014-3018 (2015).</li><li>Hu, W., 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=Electrically+controllable+selective+reflection+of+chiral+nematic+liquid+crystal/chiral+ionic+liquid+composites.">Electrically controllable selective reflection of chiral nematic liquid crystal/chiral ionic liquid composites.</a> Advanced Materials. 22 (4), 468-472 (2010).</li><li>Choi, S. S., Morris, S. M. M., Huck, W. T. S., Coles, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrically+tuneable+liquid+crystal+photonic+bandgaps.">Electrically tuneable liquid crystal photonic bandgaps.</a> Advanced Materials. 21 (38-39), 3915-3918 (2009).</li><li>Tokunaga, 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=Electrophoretic+deposition+for+cholesteric+liquid-crystalline+devices+with+memory+and+modulation+of+reflection+colors.">Electrophoretic deposition for cholesteric liquid-crystalline devices with memory and modulation of reflection colors.</a> Advanced Materials. 28 (21), 4077-4083 (2016).</li><li>Sen, M. S., Brahma, P., Roy, S. K., Mukherjee, D. K., Roy, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Birefringence+and+order+parameter+of+some+alkyl+and+alkoxycyanobiphenyl+liquid+crystals.">Birefringence and order parameter of some alkyl and alkoxycyanobiphenyl liquid crystals.</a> Molecular Crystrals and Liquid Crystals. 100 (3-4), 327-340 (1983).</li><li>McConney, M. E., 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=Electrically+induced+color+changes+in+polymer-stabilized+cholesteric+liquid+crystals.">Electrically induced color changes in polymer-stabilized cholesteric liquid crystals.</a> Advanced Optical Materials. 1 (6), 417-421 (2013).</li><li>Choi, S. S., Morris, S. M., Huck, W. T. S., Coles, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+switching+properties+of+chiral+nematic+liquid+crystals+using+electrically+commanded+surfaces.">The switching properties of chiral nematic liquid crystals using electrically commanded surfaces.</a> Soft Matter. 5 (2), 354-362 (2009).</li><li>Sapp, S., Luebben, S., Losovyj, Y. B., Jeppson, P., Schulz, D. L., Caruso, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Work+function+and+implications+of+doped+poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co-poly(ethylene+glycol).">Work function and implications of doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co-poly(ethylene glycol).</a> Applied Physics Letters. 88 (15), 152107 (2006).</li><li>Groenendaal, L., Jonas, F., Freitag, D., Pielartzik, H., Reynolds, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+and+its+derivatives:+past,+present,+and+future.">Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and its derivatives: past, present, and future.</a> Advanced Materials. 12 (7), 481-494 (2000).</li><li>Kirchmeyer, S., Reuter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scientific+importance,+properties+and+growing+applications+of+poly(3,4-ethylenedioxythiophene).">Scientific importance, properties and growing applications of poly(3,4-ethylenedioxythiophene).</a> Journal of Materials Chemistry. 15 (21), 2077-2088 (2005).</li></ol>

بناء على طلب من + 1.5 V إلى أعلى إيتو قطب كهربائي (الشكل 1ج)، يخضع إف سيد فعل أكسدة لتوليد إف سيد+. كما قوة التواء حلزوني إف سيد+ (101 ميكرومتر-1، <st...

Cholesteric البلورات السائلة (LCs) معروفة لمعرض انعكاس مشرق الألوان بسبب تلك الترتيبات الجزيئية حلزونية داخلية1،2،3،4. الطول الموجي انعكاس λ يتحدد الملعب حلزونية ف والانكسار المتوسط مؤشر ن من قانون العمل (λ = nP). يمكن إنشاء مثل هذه LCs بالمنشطات مراوان المركبات (دوبانتس مراوان) إلى nematic LCs والملعب حلزوني تحدده المعادلة P = 1/βمج، βم فيها قوة اللف حلزوني (بالمشاركة) و C هو المولى جزء بسيط يستعمل انطباقي. استناداً إلى هذه الفكرة، دوبانتس مراوان المختلفة التي يمكن أن تستجيب لمجموعة متنوعة من المنبهات مثل الضوء5،6،،من78والحرارة9والمجال المغناطيسي10والغاز11 وقد وضعت. هذه الخصائص التي يمكن أن تكون مفيدة للعديد من التطبيقات مثل أجهزة الاستشعار12 وأشعة الليزر13،،من1415 بينها16،17،18 .
في الآونة الأخيرة، قمنا بتطوير الأول يستعمل مراوان المراعية للأكسدة إف سيد (الشكل 1أ)19 التي يمكن تغيير قيمته بالمشاركة في الرد على تفاعلات الأكسدة والاختزال. إف سي وتتألف من وحدة فيرسين، التي يمكن أن تخضع للأكسدة عكسها ردود فعل20،،من2122، ووحدة بينافثيل، والتي من المعروف أن معرض عالية القيمة بالمشاركة23 د . LC cholesteric يخدر مع إف سيد، حضور اﻻلكتروﻻيت داعمة، يمكن تغيير لونه انعكاس داخل 0.4 s واستعادة اللون الأصلي في 2.7 ثانية عند تطبيق الجهد + 1.5 و 0 الخامس، على التوالي. ولاحظ بسرعة استجابة عالية ومنخفضة الجهد التشغيل للجهاز لم يسبق له مثيل بين أي جهاز LC cholesteric حتى الآن ويقال.
أحد التطبيقات الهامة ل cholesteric LCs في عرض العاكسة، معدل استهلاك الطاقة الذي أقل بكثير مما يعرض LC التقليدية. ولهذا الغرض، يجب تغيير cholesteric LCs لونه التفكير مع المحفزات الكهربائية. ومع ذلك، تستخدم معظم المنهجيات السابقة الكهربائية اقتران بين المحفزات الكهربائية التطبيقية وجزيئات LC المضيفة، الأمر الذي يتطلب الجهد العالي ما يزيد على 40 الخامس24،،من2526،27 ،28. لاستخدام يستعمل مراوان تستجيب كهربائياً، هناك فقط بضعة أمثلة29،30 بما في ذلك جهودنا السابقة العمل31، الأمر الذي يتطلب أيضا الجهد العالي مع سرعة استجابة منخفضة. النظر في هذه الأعمال السابقة، أداء لدينا ناديد-جهاز LC cholesteric مخدر، خاصة بالنسبة لسرعة تعديل لون سريعة (0.4 s) والجهد التشغيل المنخفض (1.5 V)، هو أحد الإنجازات رائدة التي يمكن إلى حد كبير الإسهام في وضع يعرض العاكسة الجيل القادم. في هذا البروتوكول مفصلاً، نظهر في عمليات التصنيع، وإجراءات التشغيل لأجهزة عرض النموذج LC cholesteric.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1295px;" width="1295">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">1-Ethyl-3-methylimidazolium Trifluoromethanesulfonate, 98%</td>
			<td style="width:211px;">TCI</td>
			<td style="width:163px;">E0494</td>
			<td style="width:343px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">4-Cyano-4&#39;-pentyloxybiphenyl, 98%</td>
			<td style="width:211px;">TCI</td>
			<td style="width:163px;">C1551</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Diamond tipped glass cutter</td>
			<td style="width:211px;">AS ONE</td>
			<td style="width:163px;">6-539-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Dichloromethane, 99.5%</td>
			<td style="width:211px;">KANTO CHEMICAL</td>
			<td style="width:163px;">10158-2B</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Differential Scanning Calorimeter</td>
			<td style="width:211px;">METTLER TOLEDO</td>
			<td style="width:163px;">DSC 1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Digital microscope&#160;</td>
			<td style="width:211px;">KEYENCE</td>
			<td style="width:163px;">VHX-5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Extran MA01</td>
			<td style="width:211px;">Merck</td>
			<td style="width:163px;">107555</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Fully ITO-coated glass plate</td>
			<td style="width:211px;"></td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td>Costum order, Resistance: ~30&#937;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Glass beads</td>
			<td style="width:211px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:163px;">9005</td>
			<td>5 &#177; 0.3 &#956;m in diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Hot stage</td>
			<td style="width:211px;">INSTEC</td>
			<td style="width:163px;">mK1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">ITO-patterned glass plate</td>
			<td style="width:211px;"></td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td>Costum order, Resistance: ~30&#937;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Oil rotary vacuum pump</td>
			<td style="width:211px;">SATO VAC</td>
			<td style="width:163px;">TSW-150</td>
			<td>Pressure: ~5 Pa</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Optical adhesive</td>
			<td style="width:211px;">Noland</td>
			<td style="width:163px;">NOA81</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), bis-poly(ethyleneglycol), lauryl terminated</td>
			<td style="width:211px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">687316</td>
			<td>0.7 wt% (dispersion in nitromethane)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Potentiostat</td>
			<td style="width:211px;">TOHO TECHNICAL RESEARCH</td>
			<td style="width:163px;">PS-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubbing machine</td>
			<td style="width:211px;">EHC</td>
			<td style="width:163px;">MRJ-100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:211px;">JASCO</td>
			<td style="width:163px;">V-670 UV/VIS/NIR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Spin coater</td>
			<td style="width:211px;">MIKASA</td>
			<td style="width:163px;">1H-D7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Ultrapure water</td>
			<td style="width:211px;">Merck&#160;</td>
			<td style="width:163px;">Milli-Q Integral 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">Ultrasonic bath</td>
			<td style="width:211px;">AS ONE</td>
			<td style="width:163px;">ASU-2</td>
			<td>Power: 40 W</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic soldering</td>
			<td style="width:211px;">KURODA TECHNO</td>
			<td style="width:163px;">SUNBONDER USM-IV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:579px;">UV lamp</td>
			<td style="width:211px;">AS ONE</td>
			<td style="width:163px;">SLUV-4</td>
			<td>Power: 4 W</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an electrochemical cholesteric liquid crystalline device for quick and low-voltage color modulation

علينا أن نظهر أسلوباً لاختلاق جهاز عرض يعكس نموذج الذي يحتوي على cholesteric الكريستال السائل (LC) كعنصر نشط. وتتألف cholesteric LC nematic LC 4 '-بينتيلوكسي-4-سيانوبيفينيل (5OCB)، ويستعمل مراوان المراعية للأكسدة والاختزال (إف سيد) ودعم اﻻلكتروﻻيت 1-إيثيل-3-ميثيليميدازوليوم تريفلوروميثانيسولفوناتي (اميم-اللوبي). أهم عنصر هو إف سيد. هذا الجزيء يتغير قيمته السلطة (بالمشاركة) التواء حلزوني استجابة لتفاعلات الأكسدة والاختزال. ولذلك، تسمح تفاعلات الأكسدة الكهروكيميائية في الموقع في خليط LC الجهاز لتغيير لونه انعكاس في الاستجابة للمحفزات الكهربائية. قدم الخليط LC بعمل شعري، في نوع ساندويتش إيتو زجاج خلية يتألف من شريحتين زجاج مع أقطاب أكسيد القصدير (إيتو) إنديوم منقوشة، واحدة منها كانت مغطاة بطبقة poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co-بولي (الإيثيلين يخدر جليكول) مع بيركلورات (بيدوت+). بناء على طلب من + 1.5 V، تغيير لون انعكاس للجهاز من الأزرق (467 nm) إلى اللون الأخضر (485 نانومتر) في 0.4 اللاحقة س. تقديم طلب 0 الخامس الجهاز استعادة اللون الأزرق الأصلي في 2.7 s. يتميز هذا الجهاز باستجابته أسرع الكهربائية والتشغيل أدنى الجهد بين أي جهاز LC cholesteric المبلغ عنها سابقا. هذا الجهاز يمكن أن يمهد الطريق لتطوير القادم جيل يعرض العاكسة مع معدلات استهلاك منخفض للطاقة.

الصور والأطياف منافذه ومنافذه يعتمد وقت تغيير الملامح 510 نانومتر جمعت لجهاز LC المحتوية على إف سيد-مخدر (مول 3.1%) LC cholesteric حضور اميم-اللوبي (مول 3.0%) وخلال دورات تطبيق الجهد بين 0 و + 1.5 V عند 37 درجة مئوية.
خليط LC المحت...

Watch this Scientific Journal Video about An Electrochemical Cholesteric Liquid Crystalline Device for Quick and Low-Voltage Color Modulation at JoVE.com

An Electrochemical Cholesteric Liquid Crystalline Device for Quick and Low-Voltage Color Modulation

بروتوكول لتصنيع جهاز عاكس عرض بلوري سائل cholesteric المحتوية على يرد يستعمل مراوان مراعية للأكسدة والاختزال السماح بعملية سريعة والجهد المنخفض.

الكهروكيميائية Cholesteric سائلة بلورية جهاز لتعديل لون سريعة والجهد المنخفض

We demonstrate a method for fabricating a prototype reflective display device that contains cholesteric liquid crystal (LC) as an active component. The ...

ومن المعروف أن بلورات السائلة Cholesteric لديها ألوان رد فعل مشرق، وتعديل اللون السريع مهم لتطوير الجيل القادم من يعرض عاكسة. طريقتنا تمكن من تعديل اللون أسرع مع أدنى جهد العملية من أي وقت مضى ذكرت لبلورات السائلة cholesteric. المفتاح هو FcD.a dopant chiral مع الأكسدة الحمراء استجابة قوة اللف الهليلية. وسوف يكون من بين الإجراء شويتشي توكوناغا، وهو ما بعد الدكتوراه، ومنغيان تسنغ، وهو طالب دراسات عليا من مختبرنا. للبدء في إعداد خليط الكريستال السائل cholesteric، ضع 84.6 ملليغرام من 5OCB و 5.922 ملليغرام من FcD في قارورة زجاجية 10 ملليلتر.في قارورة منفصلة، قم بحل 12.9 ملليغرام من EMIm-OTf في 10 ملليلتر من ثنائي كلورو الميثان. نقل 2.1 ملليلتر من حل EMIm-OTf إلى خليط الكريستال السائل، وخلط المكونات جيدا عن طريق هز بلطف القارورة. ثم، تغطية القارورة مع رقائق الألومنيوم، ولكمة عدة ثقوب في احباط مع إبرة.سخني المحلّل عند 80 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة لتتبخر معظم الـ DCM. وضع القارورة تحت فراغ، والاستمرار في تسخينه لمدة ساعة أخرى لإزالة DCM المتبقية للحصول على واضحة، خليط الكريستال السائل البرتقالي. المقبل، لبدء إعداد الزجاج ITO، وقطع قطعة من الزجاج 10 في 10 ملليمتر منقوشة مع ITO في الشكل المطلوب، وقطعة 10 في 12 ملليمتر من الزجاج ITO القياسية.ضع كلا القطعتين من زجاج ITO في السطحي المخفف دون السماح لهم باللمس. الجمع بين 60 ملليلتر من محلول السطحي القلوية، و 240 ملليلتر من المياه النقية جدا في حاوية زجاجية 500 ملليلتر. Sonicate لوحات في مخففة السطحي القلوية لمدة 30 دقيقة.ثم، يخطف السطحي، وشطف لوحات مع أجزاء 200 ملليلتر من المياه النقية جدا. تنفيذ هذا الإجراء الشطف ثلاث مرات في المجموع. أعد تعبئة الحاوية بـ 300 ملليلتر من المياه النقية للغاية.سونيكات لوحات لمدة 20 دقيقة. و اغرق الماء غسل لوحات في المياه النقية للغاية في هذه الطريقة ثلاث مرات في المجموع.وأخيرا، جفف الأطباق النظيفة مع تيار من غاز النيتروجين وتخزينها في أطباق بيتري نظيفة يمكن التخلص منها. حافظ على الأطباق في مجفف نظيف. لبدء إعداد الخلية، sonicate 0.7 في المئة عن طريق تشتت وزن PEDOT في نيتروميثان لمدة 60 دقيقة لضمان أن البوليمر هو مشتتة بشكل جيد.ثم، إصلاح معيار نظيفة زجاج ITO على اللفف، وإزالة الغبار من السطح المغلفة ITO مع بندقية ضربة النيتروجين. تطبيق بعناية 50 ميكرولترات من تشتت PEDOT سونيكاتيد حديثا إلى سطح ITO وتدور معطف لوحة في 1000 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية. اترك اللوحة المطلية تجلس في الهواء المحيط لمدة ساعة بعد ذلك.بعد ذلك، قم بإصلاح لوحة إيتو المنقوشة في آلة فرك مجهزة بقطعة قماش من نوع رايون. فرك بدقة السطح المنقوش ITO تحت تيار من غاز النيتروجين. ثم، في منطقة خالية من الغبار، مزيج قطرة من لاصقة بصرية مع كمية مماثلة الحجم من 5 ميكرومتر بوروسيليكات حبات زجاجية.وضع لوحة المغلفة PEDOT وجه حتى على مساحة العمل. تطبيق حوالي 0.2 ملليمتر مكعب من خليط لاصق على كل زاوية من جانب واحد ضيق من لوحة. تطبيق اثنين من أكثر أجزاء من ثمانية ملليمترات لاصقة بعيدا عن هذا الجانب لتشكيل مستطيل ثمانية في 10 ملليمتر على لوحة.ضع لوحة ITO المنقوشة على وجه لاصقة مع حافة واحدة محاذاة مع قطرات جزء على طول لوحة PEDOT المغلفة بحيث يتم تعويض لوحات بنحو مليمترين. اضغط بلطف أسفل زوايا الخلية لتحقيق فجوة موحدة بين لوحات كما هو مبين من قبل اختفاء نمط هامش في الخلية. اعصر الخلية بـ 365 نانومتر ضوء فوق البنفسجي لمدة 20 ثانية لضبط المادة اللاصقة.سخني الخلية على صفيحة ساخنة على حرارة 100 درجة مئوية لمدة ثلاث ساعات لينتهي من علاج المادة اللاصقة. وأخيرا، توصيل أسلاك إجراء مزودة مقاطع aligator إلى سطح ITO المكشوفة على كل لوحة عن طريق سوتينغ بالموجات فوق الصوتية. استخدام الشريط العازلة لإصلاح الأسلاك من الخلية الزجاجية إلى شريحة المجهر لمعالجة أسهل في وقت لاحق.سخني زجاج إيتو، ملعقة صغيرة، وخليط الكريستال السائل الكولستريك عند 80 درجة مئوية لمدة 10 إلى 15 دقيقة. ثم، بسرعة نقل كمية صغيرة من الخليط الساخن الكريستال السائل cholesteric إلى الفجوة بين لوحات مع ملعقة ساخنة. ستمتلئ الخلية بعمل الشعيرات الدموية في حوالي 60 ثانية.مرة واحدة في الخلية كاملة، وخفض درجة حرارة المرحلة إلى 37 درجة مئوية وانتظر الخلية لتحقيق الاستقرار في تلك الدرجة. تطبيق القوة المطلقة عن طريق الضغط بلطف على مركز الجهاز الكريستال السائل لرؤية اللون المنعك مشرق. ثم ضع الجهاز على قمة المسرح الساخن تحت مجهر بصري رقمي مع الجانب المنقوش للجهاز الذي يواجه العدسة.قم بتوصيل اللوحات المغلفة منقوشة وPEDOT إلى المحطات الإيجابية والسلبية لـ poteniostat على التوالي. تكوين poteniostat بالتناوب بين تطبيق 1.5 فولت لمدة أربع ثوان، و 0 فولت لمدة ثماني ثوان. مراقبة وتسجيل تغيير اللون من الجهاز الكريستال السائل مع المجهر الرقمي أثناء تدوير الجهد.بعد ذلك، قم بإعداد مقياس طيفي للأشعة فوق البنفسجية فيس لمسح الإرسال من 800 إلى 300 نانومتر. وضع جاك صغير في حجرة العينة لعقد المرحلة الساخنة. ضع جهاز الكريستال السائل على لوحة ساخنة للحفاظ على الدفء والحصول على قياس الخلفية للمرحلة الساخنة الفارغة.ثم، تحميل الجهاز مرة أخرى إلى المرحلة الساخنة ووضعها في مطياف مع الجانب منقوشة تواجه شعاع. استخدم قطعة قماش داكنة لتغطية الفجوات بين باب غرفة العينة والأسلاك. انتظر بضع دقائق حتى يستقر الجهاز عند درجة حرارة 37 درجة مئوية.إذا لزم الأمر، ضبط موقف المرحلة الساخنة لتحقيق أقصى قدر من الإرسال. ثم، الحصول على طيف أولي من الإرسال من خلال الجهاز. بعد ذلك، قم بتطبيق 1.5 فولت على الجهاز لمدة أربع ثوان والحصول على الفور على طيف الإرسال.عند انتهاء القياس، تطبيق 0 فولت على الجهاز لمدة ثماني ثوان والحصول على طيف آخر. وأخيراً، سجل الإرسال في المئة في 510 نانومتر مع مرور الوقت أثناء تدوير الجهد بين 1.5 فولت لمدة أربع ثوان و0 فولت لمدة ثماني ثوان خمس مرات. البلورة السائلة الكولسترية مخدر مع مجمع البنافت الحديدية، وبدا الأزرق الساطع وكان شريط انعكاس تركزت في 467 نانومتر.تطبيق 1.5 فولت على قطب ITO في اتصال مع حل الكريستال السائل، تحولت الفرقة العاكسة إلى مركز على 485 نانومتر. ظهرت الكريستال السائلة الكولسترية المؤسدة سماوي مشرق إلى اللون الأخضر ضد المناطق المحيطة الزرقاء غير المؤكد. تحول نطاق الانعكاس مرة أخرى إلى 467 نانومتر عند تطبيق 0 فولت على القطب مع استعادة المقابلة للون الانعكاس الأزرق.انخفضت التناقلة بشكل متواضع مع الدورات المتكررة بسبب اضطراب التوجه المتزايد ، ولكن تم إصلاح هذا عن طريق تطبيق قوة محض على الجهاز. حدث تغيير اللون من الأزرق إلى السماوي في 0.4 ثانية، واستغرق تغيير الإرجاع 2.7 ثانية. بالتناوب تطبيق 1.5 فولت لمدة 0.5 ثانية، و 0 فولت لمدة خمس ثوان أدى إلى القطب وامض.عند محاولة الإجراء، يرجى توخي الحذر عند تجميع الخلية. تحدد جودة الخلية جودة صورة العرض للجهاز. يمكنك تحديد نطاق الجهد المناسب لتشغيل الجهاز باستخدام قياس الفولتة الدوري.الأشعة السينية لمطياف الإلكترون يمكن أن تؤكد أن ظهور الجزء المؤكد في المواد البلورية السائلة. عن طريق ضبط الدقيق التركيب الكيميائي للريدوكسي استجابة chirol dopant والمكونات الأخرى، يمكننا تطوير أنواع جديدة من يعرض العاكسة، مثل لون كامل ورقة الإلكترونية. مزيد من التحقيق في آلية لدينا dopant chirol، يمكن تعميق العلم الأساسي للبلورات السائلة cholesteric حيث الآلية الجزيئية من التعريفي chirol لا يزال غير واضح.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Dynamic Electrochemical Measurement of Chloride Ions

ديناميكية الكهروكيميائية قياس كلوريد الأيونات

This protocol describes the dynamic measurement of chloride ions using the transition time of a silver silver chloride (Ag/AgCl) electrode. Silver silver ...

Synthesis of Programmable Main-chain Liquid-crystalline Elastomers Using a Two-stage Thiol-acrylate Reaction

توليف للبرمجة الرئيسية سلسلة اللدائن السائل البلوري باستخدام مرحلتين ثيول-اكريليت رد الفعل

This study presents a novel two-stage thiol-acrylate Michael addition-photopolymerization (TAMAP) reaction to prepare main-chain liquid-crystalline ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

المعاوقة الكهروكيميائية التحليل الطيفي كأداة لتقدير معدل الكهروكيميائية المستمر

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Phthalic Acid Ester-Binding DNA Aptamer Selection, Characterization, and Application to an Electrochemical Aptasensor

اختيار ابتمر الحمض النووي ملزم إستر حامض فثاليك وتوصيف وتطبيق أبتاسينسور الكهروكيميائية

Phthalic acid esters (PAEs) areone of the major groups of persistent organic pollutants. The group-specific detection of PAEs is highly desired due to the ...

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

Synthesis and Performance Characterizations of Transition Metal Single Atom Catalyst for Electrochemical CO2 Reduction

التوليف والأوصاف الأداء من المعادن الانتقالية ذرة واحدة محفز للحد من2 CO الكهروكيميائية

This protocol presents both the synthesis method of the Ni single atom catalyst, and the electrochemical testing of its catalytic activity and selectivity ...

Microfluidic Preparation of Liquid Crystalline Elastomer Actuators

إعداد موائع جزيئية للمحركات الاستومر البلورية السائلة

This paper focuses on the microfluidic process (and its parameters) to prepare actuating particles from liquid crystalline elastomers. The preparation ...

Preparation of Graphene-Supported Microwell Liquid Cells for In Situ Transmission Electron Microscopy

Preparation of Graphene-Supported Microwell Liquid Cells for In Situ Transmission Electron Microscopy

إعداد الخلايا السائلة ميكروويل المدعومة بالجرافين للتصوير المجهري الإلكتروني للإرسال في الموقع

The fabrication and preparation of graphene-supported microwell liquid cells (GSMLCs) for in situ electron microscopy is presented in a stepwise protocol. ...

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

عاليه التباين وسريع التحول الضوئي من الكريستال السائل تويست-بيند

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

Asymmetric Thermoelectrochemical Cell for Harvesting Low-grade Heat under Isothermal Operation

خلية كيميائية حرارية غير متناظرة لحصاد الحرارة منخفضة الدرجة تحت عملية Isothermal

Low-grade heat is abundantly available in the environment as waste heat. The efficient conversion of low-grade heat into electricity is very difficult. We ...

ARL Spectral Fitting as an Application to Augment Spectral Data via Franck-Condon Lineshape Analysis and Color Analysis

تركيب ARL الطيفي كتطبيق لزيادة البيانات الطيفية عبر تحليل شكل خط فرانك كوندون وتحليل الألوان

The ARL Spectral Fitting application provides a free, publicly accessible, and fully transparent method for performing Franck-Condon Lineshape Analysis ...