Verwendung von Flüssigkristallen als Gerüst

Diese Forschung in Aktion Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Für künstlerische Zwecke auf der Oberfläche einer Kugel angezeigt, präsentiert jeder Kreis im Bild oben ein einzigartiges Ergebnis aus einer Computersimulation, die die Struktur des spezialisierten Nanodroplets offenbart.

Die Nanodroplets sind gefüllt mit Flüssigkristallen und bedeckt mit Tensid-Moleküle (grün) und Wasser-Moleküle (rot). (Tenside sind Moleküle, die die Oberflächenspannungen von Flüssigkeiten, wie Wasch- und Dispergiermittel senken.)

Die verschiedenen Muster repräsentieren die verschiedenen Möglichkeiten, die die Tenside selbst organisieren können – basierend auf Faktoren wie Temperatur und Molekül-Konzentrationen – wie sie mit den Flüssigkristallen interagieren.

Flüssigkristalle bestehen aus länglichen, stabförmige Moleküle, die packen effizient in einer Flüssigkeit und eine einheitliche Ausrichtung übernehmen können. Unterschiedliche Ausrichtungen können "biegen" Licht auf unterschiedliche Weise, was zu einer Palette von Farben und Texturen, die in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden.

Nicht überraschend, haben Flüssigkristalle allmählich einen prominenten Platz im täglichen Leben verdient. Sie sind, zum Beispiel in modernen Display-Technologien, von Computer-Bildschirmen bis hin zu riesigen Fernsehbildschirme verbreitet. Solche Displays setzen auf Änderungen an der Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle; verschiedene Farben und Pixel im Display entsprechen unterschiedlichen Ausrichtungen der Flüssigkristalle.

Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass Manipulation Materialoberflächen die Ausrichtung der Flüssigkristalle beeinflussen kann. Vor kurzem entdeckten Forscher der University of Wisconsin-Madison, dass auch das Gegenteil wahr ist. Ein Flüssigkristall kann in der Tat Impressum seiner Morphologie auf eine Oberfläche und beeinflussen die Art und Weise-Moleküle auf die Mantellinie auf.

Berichterstattung über die 3. Mai 2012, Ausgabe der Zeitschrift Nature, zufolge die Gruppe unter der Leitung von Juan de Pablo ist es möglich, flüssige Kristalle als Gerüst zu verwenden, um neuartige Materialien mit unentdeckten Eigenschaften erstellen.

Die Forscher verwendeten molekulare Simulationen von Flüssigkristallen in winzigen nanoskopischen Tröpfchen eingekapselt um zu zeigen, dass Moleküle befindet sich an der Oberfläche des Tropfens komplizierte, bisher unbekannte Nanoscale Muster annehmen können.

Wenn die Tropfen heiß sind, die Flüssigkristalle sind ungeordnet und Oberflächenmoleküle sind homogen verteilt. Wenn die Tröpfchen werden gekühlt, der Flüssigkristall bestellt wird und auf diese Weise die Moleküle auf der Oberfläche gezwungen, auch bestellt werden-damit Informationen aus dem Inneren des Tropfens in der äußeren Welt zu übersetzen.

Die neu entdeckten flüssig-Kristall-vermittelten Nanopatterns hätte Anwendungen in einer Vielzahl von Technologien, einschließlich der Herstellung von fortschrittlichen Materialien mit neuen und nützlichen optischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften.

Diese Forschung wurde Teil einer Partnerschaft mit der Materialwissenschaft Forschung und Engineering Center an der University of Wisconsin. Lesen Sie mehr über die Entdeckung in der University of Wisconsin Press Release und NSF News Teaser.

Anmerkung der Redaktion: Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Die Recherche im Archiv der Aktion zu sehen.