Name: an electrochemical cholesteric liquid crystalline device for quick and low-voltage color modulation
Uploaded: 2019-02-27T14:30:00
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Agradecemos Dr. Keisuke Tajima de RIKEN centro emergente ciência da matéria para discussões valiosas. Uma parte deste trabalho foi realizada para a plataforma de nanotecnologia de caracterização avançada da Universidade de Tóquio, apoiado pelo Ministério da educação, cultura, esportes, ciência e tecnologia (MEXT), Japão. Este trabalho foi financeiramente apoiado por um subsídio de JSPS para investigação científica (S) (18H 05260) sobre "Materiais funcionais inovadoras com base na ciência Molecular Interfacial de multi-escala" para T.A. Macaroni é grato por um subsídio de JSPS para desafiador Pesquisa exploratória (16K 14062). S.T. obrigado os JSPS jovem cientista Fellowship.

1. preparação da mistura de LC colestéricos
<ol><li>Adicione 84,6 mg de 5OCB e 5,922 mg de FcD19 (3,1 mol % de 5OCB) em um frasco de vidro limpo 10 mL.</li>
	<li>Adicione 12,9 mg de EMIm-OTf e 10 mL de diclorometano (CH2Cl2) dentro de um frasco de vidro limpo 10 mL novo e misture bem. Transferir 2,1 mL da solução de EMIm-OTf para o 5OCB - e FcD-contendo frasco de vidro. Agite suavemente o frasco ...

<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>

A pedido de 1,5 V para o topo do eletrodo ITO (Figura 1C), FcD sofre uma reação de oxidação para gerar FcD+. Como o poder de torção helicoidal de FcD+ (101 µm-1, Figura 1B) é menor do que <st...

Cristais líquidos colestéricos (LCs) são conhecidos por exibem cores brilhante reflexão devido a seus arranjos moleculares helicoidal interno1,2,3,4. A reflexão de comprimento de onda λ é determinado pelo campo helicoidal P e a média de refração índice n da LC (λ = nP). Tais LCs podem ser gerados por dopagem quiral compostos (quirais dopantes) para nemática LCs e seu passo helicoidal é definido pela equação P = 1/βMC, onde βM é a força de torção helicoidal (HTP) e C é o molar fração do dopant quiral. Baseia essa noção, diversos dopantes quirais que podem responder a uma variedade de estímulos como luz5,6,7,8, calor9, campo magnético10e gás11 foi desenvolvido. Tais propriedades são potencialmente úteis para diversas aplicações como sensores12 e lasers13,14,15 entre outros16,17,18 .
Recentemente, desenvolvemos o primeiro redox-responsivos chiral dopant FcD (Figura 1A)19 que pode mudar seu valor HTP em resposta às reações redox. FC D é composto por uma unidade de ferroceno, que pode passar por2221,20,do reações redox reversível e uma unidade de binaphthyl, que é conhecida por apresentar alta HTP valor23. A LC colestéricos dopado com FcD, na presença de um eletrólito de suporte, pode mudar sua cor de reflexão dentro de 0,4 s e recuperar sua original cor em 2.7 s mediante aplicação de tensão de + 1,5 e 0 V, respectivamente. A resposta de alta velocidade e baixa tensão observaram para o dispositivo é sem precedentes entre qualquer outro dispositivo de LC colestéricos até agora relatados.
Uma das importantes aplicações de LCs colestérica é em exibe reflexiva, cuja taxa de consumo de energia é muito menor do que os monitores convencionais de LC. Para este efeito, LCs colestéricos deve mudar sua cor de reflexão com estímulos elétricos. No entanto, a maioria das metodologias anteriores utiliza uma elétrica de acoplamento entre os estímulos elétricos aplicados e as moléculas de LC de anfitrião, que exige alta tensão mais de 40 V24,25,26,27 ,28. Para o uso do dopant quiral eletricamente responsivo, existem apenas alguns exemplos29,30 incluindo nosso anterior trabalho31, que também requer alta tensão com velocidade baixa resposta. Considerando estes trabalhos anteriores, o desempenho do nosso FcD-dispositivo de LC colestéricos dopado, especialmente para a velocidade de modulação de cor rápida (0.4 s) e baixa tensão (1.5 V), é um feito inovador que pode muito contribui para o desenvolvimento de displays reflexivo de próxima geração. Neste protocolo detalhado, demonstramos que os processos de fabricação e os procedimentos de funcionamento dos dispositivos de visualização de protótipo colestéricos LC.

<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

Vamos demonstrar um método para a fabricação de um dispositivo de exposição reflexiva do protótipo que contém cristais líquidos colestéricos (LC) como um componente ativo. A LC colestérica é composto de um nemática LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), redox-responsivo dopant quiral (Fc-D) e um trifluoromethanesulfonate de 1-etil-3-methylimidazolium apoio do eletrólito (EMIm-OTf). O componente mais importante é FcD. Esta molécula altera seu valor de poder (HTP) torção helicoidal em resposta às reações redox. Portanto, reações redox eletroquímica in situ na mistura LC permitam para o dispositivo para mudar sua cor de reflexo em resposta a estímulos eléctricos. A mistura de LC foi introduzida, por uma ação capilar, um tipo sanduíche ITO vidro celular constituído por duas lâminas de vidro com eletrodos de metal estampados em óxido de estanho (ITO), um dos quais foi revestido com poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-poli (etileno glicol) dopado com perclorato (PEDOT+). A pedido de 1,5 V, a cor do reflexo do dispositivo alterado de azul (467 nm) para verde (485 nm) em 0.4 s. subsequente aplicação de 0 V fez o dispositivo recuperar a cor original azul em 2,7 s. Este dispositivo é caracterizado por sua resposta elétrica mais rápida e menor tensão entre qualquer anteriormente relatados colestéricos dispositivo de LC. Este dispositivo pode pavimentar o caminho para o desenvolvimento de displays reflexiva da próxima geração com taxas de consumo de baixa energia.

Fotografias e espectros de transmitância transmitância dependentes de tempo alteram perfis em 510 nm são coletados para o dispositivo de LC contendo FcD-dopados (3,1% de mol) LC colestéricos na presença de EMIm-OTf (3,0 mol %) durante os ciclos de aplicação de tensão entre 0 e + 1,5 V a 37 ° C.
A mistura de LC contendo FcD...

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

Um protocolo para a preparação de um líquido colestéricos reflexivo cristalino exibir dispositivo contendo um dopant quiral redox-responsivo, permitindo a operação rápida e de baixa voltagem é apresentado.

Um dispositivo cristalino líquido colestéricos eletroquímico para modulação de cor rápida e baixa tensão

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

Cristais líquidos choleséricos são conhecidos por ter cores de reação brilhantes, e a modulação rápida de cores é importante para o desenvolvimento da próxima geração de displays reflexivos. Nosso método permite a modulação de cores mais rápida com a menor tensão de operação já relatada para cristais líquidos cholestéricos. A chave é a FcD.Um dopant quiral com poder de torção helicoidal reertivo redox. Demonstrando o procedimento estarão Shoichi Tokunaga, um pós-doutor, e Mengyan Zeng, um estudante de pós-graduação do nosso laboratório. Para começar a preparar a mistura de cristal líquido cholestérico, coloque 84,6 miligramas de 5OCB e 5,922 miligramas de DFC em um frasco de vidro de 10 mililitros.Em um frasco separado, dissolva 12,9 miligramas de EMIm-OTf em 10 mililitros de diclorometano. Transfira 2,1 mililitros da solução EMIm-OTf para a mistura de cristal líquido e misture bem os componentes agitando suavemente o frasco. Em seguida, cubra o frasco com papel alumínio, e faça vários furos na folha com uma agulha.Aqueça a solução a 80 graus celsius por uma hora para evaporar a maior parte do DCM. Coloque o frasco sob vácuo e continue aquecendo-o por mais uma hora para remover o DCM restante para obter uma mistura clara de cristal líquido laranja. Em seguida, para começar a preparar o vidro ITO, corte um pedaço de vidro de 10 por 10 milímetros padronizado com ITO na forma desejada, e um 10 por 12 milímetros de vidro ITO padrão.Coloque ambas as peças de vidro ITO no surfactante diluído sem deixá-los tocar. Combine 60 mililitros de uma solução de surfactante alcalina, e 240 mililitros de água ultra pura em um recipiente de vidro de 500 mililitros. Sonicar as placas em surfactante alcalino diluído por 30 minutos.Em seguida, decantar o surfactante, e enxaguar as placas com porções de 200 mililitros de água ultra pura. Realize este procedimento de lavagem três vezes no total. Reabastecer o recipiente com 300 mililitros de água ultra pura.Sonicar as placas por 20 minutos. E decantar a água. Lave as placas em água ultra pura desta forma três vezes no total.Por fim, seque as placas limpas com um fluxo de gás nitrogênio e armazene-as em pratos de petri limpos e descartáveis. Mantenha os pratos em um desiccator limpo. Para começar a preparar a célula, sonicar 0,7% mediante dispersão de PEDOT em nitrometano por 60 minutos para garantir que o polímero esteja bem disperso.Em seguida, fixar o vidro ITO padrão limpo em um revestimento de spin, e remova o pó da superfície revestida ITO com uma pistola de golpe de nitrogênio. Aplique cuidadosamente 50 microliters de dispersão PEDOT recém-sônica na superfície ITO e gire a placa a 1000 RPM por 60 segundos. Deixe a placa revestida sentar no ar ambiente por uma hora depois.Em seguida, fixar a placa ITO padronizada em uma máquina de esfregar equipada com um pano rayon. Esfregue completamente a superfície padronizada da ITO sob um fluxo de gás nitrogênio. Em seguida, em uma área livre de poeira, misture uma gota de adesivo óptico com uma quantidade de tamanho similar de 5 contas de vidro borossilicato de 5 micrômetros.Coloque a placa revestida PEDOT de frente para cima no espaço de trabalho. Aplique cerca de 0,2 milímetros cúbicos da mistura adesiva em cada canto de um lado estreito da placa. Aplique mais duas porções de adesivo oito milímetros de distância desse lado para formar um retângulo de oito por 10 milímetros na placa.Coloque a placa ITO padronizada de frente para baixo no adesivo com uma borda alinhada com as gotas parcialmente ao longo da placa revestida PEDOT para que as placas sejam compensadas por cerca de dois milímetros. Pressione suavemente os cantos da cela para obter uma distância uniforme entre as placas, como indicado pelo desaparecimento do padrão de franja na cela. Apaguei a célula com 365 nanômetros de luz UV por 20 segundos para definir o adesivo.Aqueça a célula em uma placa quente a 100 graus celsius durante três horas para terminar de curar o adesivo. Por fim, conecte os fios condutores equipados com clipes de aligator à superfície ITO exposta em cada placa por sautering ultrassônico. Use fita isolante para fixar os fios da célula de vidro em um slide de microscópio para facilitar o manuseio posteriormente.Aqueça o vidro ITO, uma pequena espátula e a mistura de cristal líquido estérico a 80 graus celsius por 10 a 15 minutos. Em seguida, transfira rapidamente uma pequena quantidade da mistura de cristal líquido cholestérico quente para a abertura entre as placas com a espátula aquecida. A célula será preenchida por ação capilar em cerca de 60 segundos.Uma vez que a célula esteja cheia, reduza a temperatura do estágio para 37 graus celsius e espere que a célula se estabilize a essa temperatura. Aplique força pura pressionando suavemente o centro do dispositivo de cristal líquido para ver a cor refletida brilhante. Em seguida, coloque o dispositivo em cima do estágio quente sob um microscópio óptico digital com o lado padronizado do dispositivo voltado para a lente.Conecte as placas padronizadas e revestidas PEDOT aos terminais positivos e negativos de um poteniostat, respectivamente. Configure o poteniostat para alternar entre a aplicação de 1,5 volts por quatro segundos e 0 volts por oito segundos. Observe e regise a mudança de cor do dispositivo de cristal líquido com o microscópio digital enquanto pedala a tensão.Em seguida, configure um espectrômetro UV-vis para escanear a transmissão de 800 a 300 nanômetros. Coloque uma pequena tomada no compartimento de amostras para segurar o estágio quente. Coloque o dispositivo de cristal líquido em uma placa quente para se manter aquecido e adquira uma medição de fundo do estágio quente vazio.Em seguida, carregue o dispositivo de volta para o estágio quente e coloque-o no espectrômetro com o lado padronizado voltado para o feixe. Use um pano escuro para cobrir as lacunas entre a porta da câmara de amostra e os fios. Espere alguns minutos para o dispositivo estabilizar a 37 graus celsius.Se necessário, ajuste a posição do estágio quente para maximizar a transmissão. Em seguida, adquira um espectro inicial de transmissão através do dispositivo. Depois disso, aplique um 1,5 volts no dispositivo por quatro segundos e adquira imediatamente um espectro de transmissão.Quando a medição terminar, aplique 0 volts no dispositivo por oito segundos e adquira outro espectro. Finalmente, recorde de transmissão percentual em 510 nanômetros ao longo do tempo enquanto pedala a tensão entre 1,5 volts por quatro segundos e 0 volts por oito segundos cinco vezes. O cristal líquido esterorico dopado com um complexo de bináfol ferroceno quiral, parecia azul brilhante e tinha uma faixa de reflexão centrada em 467 nanômetros.Aplicando 1,5 volts a um eletrodo ITO em contato com a solução de cristal líquido, mudou a faixa de reflectância para centralizar em 485 nanômetros. O cristal líquido ociático oxidado parecia ciano brilhante para verde contra o ambiente azul não oxidado. A faixa de reflectância mudou de volta para 467 nanômetros ao aplicar 0 volts ao eletrodo com uma recuperação correspondente da cor de reflexão azul.A transmissão diminuiu modestamente com ciclos repetidos devido ao aumento do transtorno orientacional, mas isso foi reparado aplicando uma força total ao dispositivo. A mudança de cor de azul para ciano ocorreu em 0,4 segundos, e a troca de retorno levou 2,7 segundos. Aplicar alternadamente 1,5 volts por 0,5 segundos e 0 volts por cinco segundos resultou em um eletrodo piscando.Ao tentar o procedimento, tome cuidado ao montar a célula. A qualidade da célula determina a qualidade da imagem do dispositivo. Você pode identificar o intervalo de tensão apropriado para operar o dispositivo usando voltametria cíclica.O raio-X para a espectroscopia eletrônica pode confirmar o surgimento da parte oxidada no material cristalino líquido. Ao ajustar precisamente a estrutura química do dopant de chirol responsivo redox e outros componentes, podemos desenvolver novos tipos de displays reflexivos, como papel eletrônico de cor completa. Uma investigação mais aprofundada do mecanismo do nosso dopant chirol pode aprofundar a ciência fundamental dos cristais líquidos cholestéricos onde o mecanismo molecular da indução de quirol ainda não está claro.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Dynamic Electrochemical Measurement of Chloride Ions

Dinâmica eletroquímico Medição de íons cloreto

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

Química

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

Síntese de Programmable principal de cadeia Elastômeros líquido-cristalinos Usando um de dois estágios Reação Tiol-acrilato

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

Espectroscopia de impedância eletroquímica como uma ferramenta para estimativa de constante taxa eletroquímica

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

Seleção de Aptamer de DNA de ligação éster de ácido ftálico, caracterização e aplicação de um Aptasensor eletroquímica

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

Síntese e caracterizações de desempenho de catalisador de átomo de Metal de transição para redução de eletroquímica CO2

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

Microfluidic preparação dos atuadores do líquido cristalino de elastômero

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

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Preparação de células líquidas de micropoços suportadas por grafeno para microscopia eletrônica de transmissão in situ

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

Troca fotorologia de alto contraste e rápida de um cristal líquido nematic de curvatura

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

Célula Termoeletroquímica assimétrica para colheita de calor de baixo grau operação 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

ARL Spectral Fitting como uma aplicação para aumentar dados espectrais via análise de forma de linha Franck-Condon e análise de cor

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