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

Мы благодарим д-р Кейсуке Tajima RIKEN центра возникающим вопросом науки за ценные обсуждения. Часть этой работы была проведена на платформе передовые нанотехнологии характеристика из Токийского университета, поддерживается Министерством образования, культуры, спорта, науки и техники (МПКСНТ), Япония. Эта работа была финансовой поддержке JSP-страниц за счет целевых субсидий для научных исследований (S) (18H 05260) на «Инновационные функциональные материалы на основе многомасштабной межфазного молекулярные науки» за т.а. ю.и. благодарен за JSP-страницы субсидий для сложной Исследования (16K 14062). S.T. Спасибо страниц JSP молодой ученый стипендий.

1. Подготовка смеси Холестерические LC
<ol><li>Добавление 84,6 мг 5OCB и 5.922 мг ФКD19 (3,1 моль % до 5OCB) во флакон 10 мл чистого стекла.</li>
	<li>Добавьте 12,9 мг EMIm-OTf и 10 мл Дихлорметан (CH2Cl2) в новой чистой 10мл флакон стекла и хорошо перемешайте. Перевод 2.1 мл раств?...

<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>

По заявлению 1,5 V на вершину Ито электрода (рис. 1C), ФКD проходит реакции окисления для создания ФКD+. Как винтового скручивания сила ФКD+ (101 мкм-...

Холестерические жидких кристаллов (LCs) известны проявить яркое отражение цвета из-за их внутренней винтовой молекулярных механизмов1,2,и3,4. Отражения волны λ определяется поле винтовой P и рефракционной средний индекс n LC (λ = nP). Такие LCs может быть порождена допинг хиральных соединений (хиральная активаторов) нематические LCs и его винтовой поле определяется уравнением P = 1/βMC, где βM — винтового скручивания сила (ПВТ) и C моляра фракция хиральная примеси. На основании этой концепции, различные хиральная активаторов, которые могут реагировать на различные раздражители, такие как свет5,6,7,8, тепла9, магнитное поле10и газа11 был разработан. Такие свойства потенциально полезны для различных приложений, таких как датчики12 лазеры13,,14и15 среди других16,17,18 .
Недавно мы разработали первый редокс отзывчивым хиральная примеси ФКD (рис. 1A)19 , можно изменить его значение ПВТ в ответ на окислительно-восстановительных реакций. ФК D состоит из ферроцена блок, который можно пройти Обратимые окислительно-восстановительные реакции20,21,22и binaphthyl блок, который как известно, проявляют высокий ПВТ значение23. Холестерические LC, легированного ФКD, при наличии поддержки электролит, можно изменить цвет его отражение в пределах 0,4 s и восстановить исходное цвета в 2.7 s при подаче напряжения 1,5 и 0 V, соответственно. Высокое быстродействие и низкого напряжения наблюдается для устройства беспрецедентной среди других Холестерические устройство LC пока сообщается.
Один из важных приложений Холестерические LCs находится в Светоотражающий дисплеев, чья скорость потребления энергии гораздо меньше, чем обычные ЖК-дисплеи. Для этой цели Холестерические LCs должна изменить его цвет отражения с электрические стимулы. Однако большинство предыдущих методологий использовать электрические соединения между прикладной электрические стимулы и принимающей LC молекул, который требует высокого напряжения свыше 40 V24,25,26,27 ,28. Для использования электрически реагировать хиральная примеси есть только несколько примеров29,30 включая наши предыдущие работы31, который также требует высокого напряжения с низкое быстродействие. Учитывая эти предыдущих работ, производительность нашего ФКD-легированных Холестерические устройство LC, особенно для быстрой цвета скорость модуляции (0,4 s) и низкое рабочее напряжение (1,5 В), является новаторским достижением, которое может значительно способствовать развитию следующего поколения Светоотражающий дисплеев. В этом подробный протокол мы демонстрируем процессы изготовления и оперативные процедуры прототип Холестерические LC дисплей устройства.

<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

Мы демонстрируем метод для изготовления прототип устройства Светоотражающий экран, содержащий Холестерические жидких кристаллов (LC) как активный компонент. Холестерические LC состоит из нематические LC 4'-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), редокс отзывчивым хиральная примеси (ФКD) и поддержки электролита 1-этил-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIm-OTf). Наиболее важным компонентом является ФКD. Эта молекула меняет свое винтового скручивания значение мощности (ПВТ) в ответ на окислительно-восстановительных реакций. Таким образом на месте электрохимических окислительно-восстановительных реакций в LC смеси позволяют для устройства изменить цвет его отражение в ответ на электрические стимулы. LC смесь была введена, действием капилляров, в сэндвич тип ITO стекла ячейку включающей два стекла слайды с узорными Индий оксид олова (ITO) электродов, один из которых был покрыт poly(3,4-ethylenedioxythiophene) -co-поли (этилена гликоль) легированного перхлорат (PEDOT+). По заявлению 1,5 V, отражение цвет устройства изменилось от синего (467 Нм) зеленый (485 Нм) в 0,4 с. последующее применение 0 V сделал устройства восстановить оригинальный синий цвет в 2.7 s. Это устройство характеризуется его быстрых электрических ответ и низкие напряжения между любыми сообщалось ранее Холестерические устройство LC. Это устройство может проложить путь для разработки следующего поколения Светоотражающий дисплеев с низкой энергии потребления.

Фотографии, спектры пропускания и время зависимых пропускания изменить профили на 510 нм собираются для LC устройства, содержащие ФКD-легированный (3,1 мол %) Холестерические LC присутствии EMIm-OTf (3.0 мол %) во время циклов приложения напряжения ме?...

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

Протокол для изготовления светоотражающая Холестерические жидкий кристаллический дисплей устройства, содержащей представления редокс отзывчивым хиральная примеси, позволяя быстро и низкого напряжения операции.

Электрохимический Холестерические жидкий кристаллический устройство для цвет быстро и низкого напряжения модуляции

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

Холестерические жидкие кристаллы, как известно, имеют яркие цвета реакции, и быстрая модуляция цвета имеет важное значение для развития следующего поколения светоотражающих дисплеев. Наш метод обеспечивает самую быструю цветовую модуляцию с самым низким напряжением работы, когда-либо зарегистрированным для холестерических жидких кристаллов. Ключевым моментом является FcD.Щебечут dopant с redox реагировать helical скручивания власти. Демонстрацией процедуры будут Сёити Токунага, постдок, и Менгян Цзэн, аспирант нашей лаборатории. Чтобы начать подготовку холестерической жидкокристаллической смеси, поместите 84,6 миллиграмма 5OCB и 5,922 миллиграмма FcD в 10 миллилитров стеклянного флакона.В отдельном флаконе растворите 12,9 миллиграммов EMIm-OTf в 10 миллилитров дихлорметана. Перенесите 2,1 миллилитров раствора EMIm-OTf в жидкокристаллическое смесь и хорошо перемешайте компоненты, аккуратно встряхнув флакон. Затем накройте флакон алюминиевой фольгой и пробить несколько отверстий в фольге иглой.Нагрейте раствор при температуре 80 градусов по Цельсию в течение одного часа, чтобы испарять большую часть DCM. Положите флакон под вакуум, и продолжать нагревать его еще на час, чтобы удалить оставшиеся DCM, чтобы получить четкую, оранжевую смесь жидкокристаллическим. Затем, чтобы начать подготовку стекла ITO, вырезать 10 на 10 миллиметров кусок стекла узором с ITO в нужной форме, и 10 на 12 миллиметров кусок стандартного стекла ITO.Поместите оба куска стекла ITO в разбавленный сурфактант, не давая им прикоснуться. Смешайте 60 миллилитров щелочного раствора сурфактанта и 240 миллилитров ультра чистой воды в стеклянной таре емкостью 500 миллилитров. Sonicate пластин в разбавленной щелочной сурфактант в течение 30 минут.Затем, decant сурфактант, и промыть пластины с 200 миллилитров порций ультра чистой воды. Выполните эту процедуру полоскания три раза в общей сложности. Пополнить контейнер с 300 миллилитров ультра чистой воды.Sonicate пластин в течение 20 минут. И декант воды. Вымойте пластины в ультра чистой воде таким образом в три раза в общей сложности.Наконец, высушите чистые пластины потоком азотного газа и храните их в чистых одноразовых чашках Петри. Храните посуду в чистом децикаторе. Чтобы начать подготовку клетки, sonicate 0,7 процента на вес дисперсии PEDOT в нитрометане в течение 60 минут, чтобы убедиться, что полимер хорошо рассеяны.Затем почините чистое стандартное стекло ITO на спиновом пальто и удалите пыль с поверхности, покрытой ИТО, азотным паяльной пушкой. Аккуратно нанесите 50 микролитров свежезвуковой дисперсии PEDOT на поверхность ITO и вращайте пластину при 1000 об/мин в течение 60 секунд. Пусть покрытие пластины сидеть в окружающем воздухе в течение одного часа после этого.Затем зафиксните узорчатую пластину ITO в трущихся машинах, оснащенных лучовой тканью. Тщательно протрите узорчатую поверхность ИТО под поток азотного газа. Затем, в области, свободной от пыли, смешать каплю оптического клея с аналогичным размером количество 5 микрометров боросиликат стеклянные бусы.Положите PEDOT покрытием пластины лицом вверх на рабочее пространство. Нанесите около 0,2 кубических миллиметра клейкой смеси на каждый угол одной узкой стороны пластины. Нанесите еще две части клея восемь миллиметров от этой стороны, чтобы сформировать восемь на 10 миллиметров прямоугольник на пластине.Поместите узорчатую пластину ITO лицом вниз на клей с одним краем выровнены с каплями partway вдоль PEDOT покрытием пластины так, что пластины компенсируются примерно на два миллиметра. Аккуратно нажмите вниз углы клетки для достижения равномерного разрыва между пластинами, как указано на исчезновение бахромой картины в камере. Eradiate ячейки с 365 нанометров УФ-излучения в течение 20 секунд, чтобы установить клей.Нагрейте клетку на горячей пластине при температуре 100 градусов по Цельсию в течение трех часов, чтобы закончить лечение клеем. Наконец, подключите проводящие провода, оснащенные клипами-алигаторами, к открытой поверхности ITO на каждой пластине ультразвуковым соте. Используйте изоляционные ленты, чтобы исправить провода стеклянной ячейки на слайд микроскопа для облегчения обработки позже.Нагрейте стекло ITO, небольшой шпатель и холестерическую жидкокристаллическую смесь при температуре 80 градусов по Цельсию в течение 10-15 минут. Затем быстро перенесите небольшое количество горячей холестерической жидкокристаллической смеси в зазор между пластинами с нагретым шпателем. Ячейка будет заполняться капиллярных действий примерно в 60 секунд.Как только клетка будет заполнена, уменьшите температуру стадии до 37 градусов по Цельсию и подождите, пока клетка стабилизируется при этой температуре. Нанесите силу, мягко нажав на центр жидкокристаллическое устройство, чтобы увидеть яркий отраженный цвет. Затем поместите устройство поверх горячей стадии под цифровым оптическим микроскопом с узорчатой стороной устройства, обращенного к объективу.Подключите узорчатые пластины с покрытием PEDOT к положительным и отрицательным терминалам потениостата соответственно. Настройте потениостат, чтобы чередоваться между применением 1,5 вольт в течение четырех секунд и 0 вольт в течение восьми секунд. Наблюдайте и записывайте изменение цвета жидкокристаллическое устройство с помощью цифрового микроскопа во время езды на велосипеде по напряжению.Затем установите спектрофотометр UV-vis для сканирования передачи от 800 до 300 нанометров. Положите небольшой домкрат в образец отсека для проведения горячей стадии. Поместите жидкокристаллическое устройство на горячую тарелку, чтобы согреться и получить фоновое измерение пустой горячей стадии.Затем загрузите устройство обратно в горячую стадию и поместите его в спектрометр с узорчатой стороной, обращенной к лучу. Используйте темную ткань, чтобы покрыть зазоры между дверью камеры образца и проводами. Подождите несколько минут, пока устройство стабилизируется при 37 градусах по Цельсию.При необходимости отрегулируйте положение горячей стадии, чтобы максимизировать передачу. Затем приобрети начальный спектр передачи через устройство. После этого нанесите 1,5 вольт на устройство в течение четырех секунд и сразу же приобретете спектр передачи.Когда измерение закончится, нанесите 0 вольт на устройство в течение восьми секунд и приобретете другой спектр. Наконец, рекордный процент передачи на 510 нанометров с течением времени во время езды на велосипеде напряжение между 1,5 вольт в течение четырех секунд и 0 вольт в течение восьми секунд в пять раз. Холестерический жидкий кристалл, облитый хирольным ферроценом бинафтолового комплекса, казался ярко-синим и имел полосу отражения, центризованную на 467 нанометров.Применяя 1,5 вольт к электроду ITO в контакте с раствором жидкокристаллическим раствором, сместили полосу отражения в центр на 485 нанометров. Окисленый холестерический жидкий кристалл появился яркий голубой зеленый против неоксидированных синих окрестностях. Отражательной полосы сместился обратно на 467 нанометров при применении 0 вольт к электроду с соответствующим восстановлением синего цвета отражения.Передача снизилась скромно с повторными циклами из-за увеличения ориентационного расстройства, но это было отремонтировано путем применения чистой силы к устройству. Изменение цвета с синего на голубое произошло за 0,4 секунды, а ответная смена заняла 2,7 секунды. Альтернативное применение 1,5 вольт в течение 0,5 секунды, и 0 вольт в течение пяти секунд привело к мигание электрода.При попытке процедуры, пожалуйста, позаботьтесь при сборке клетки. Качество ячейки определяет качество отображения устройства. Вы можете определить соответствующий диапазон напряжения для работы устройства с помощью циклической вольтемметрии.Рентген для электронной спектроскопии может подтвердить, что появление окисленной части в жидкокристаллическим материалом. Точно настраивая химическую структуру редокса отзывчивого хирола допанта и других компонентов, мы можем разрабатывать новые типы светоотражающих дисплеев, таких как полноцветная электронная бумага. Дальнейшее исследование механизма нашего хирола допанта, может углубить фундаментальную науку о холестерических жидких кристаллах, где молекулярный механизм индукции хирола до сих пор не ясен.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Dynamic Electrochemical Measurement of Chloride Ions

Динамический Электрохимический Измерение ионы хлора

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

Синтез Программируемый Главная цепью жидкокристаллических эластомеров, используя два этапа Тиол-акрилата реакция

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

Электрохимический импеданс спектроскопия как инструмент для электрохимических скорость постоянной оценки

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

Фталевая кислота Эстер связывания ДНК Aptamer выбор, характеристика и применение к электрохимическим Aptasensor

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

Синтез и характеристики производительности переходных металлов один атом катализатора для электрохимических CO2 сокращения

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

Подготовка microfluidic жидкий кристаллический эластомер приводов

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

Подготовка графена-поддерживаемых Microwell жидких клеток для В Ситу передачи электронной микроскопии

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

Высококонтрастное и быстрое фоторелогическое переключение Твист-Бенд Nematic Liquid Crystal

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

Асимметричная термоэлектрохимическая клетка для сбора низкосортного тепла в рамках истермальной операции

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

Спектральная подгонка ARL как приложение для увеличения спектральных данных с помощью анализа линейных форм Франка-Кондона и анализа цвета

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