2014年1月22日
液晶是结合晶体的光学性质的材料固体与液体的流动特性,特征一起使亚博网站下载显示在电脑显示器、电视和智能手机。
LCLC液滴在柱状(上图)和向列(下图)阶段。LCLC插图插图显示模式的“棒”。
在一项研究发表在《美国国家科学院学报》上,研究人员从宾夕法尼亚大学、斯沃斯莫尔学院描述新的研究类型的液晶,溶解在水中而不是避免油中发现亚博老虎机网登录的液晶显示。这个属性意味着这些液晶生物医学应用潜力,他们的内部模式的改变可能表明存在特定的蛋白质或其他生物大分子。
研究人员把这些液晶成水滴,进而被安置在石油,产生一个乳液。在水滴内浓度足够高,液晶显示扭曲模式在光学显微镜下可见。
在更高的浓度,然而,液晶显示一个更不寻常的行为:其组成分子堆栈列组织成晶莹的结构和形式变换通常球形水滴到液面宝石。
这项研究是由博士后Joonwoo Jeong和研究生佐伊戴维森,都在佩恩Arjun Yodh研究小组的成员。Yodh指导实验室研究物质的结构,是物理学和天文学的教授在学校的艺术与科学。亚博老虎机网登录排在协作是汤姆Lubensky也潘教授的物理学和天文学,彼得冷却,美国物理学和天文学教授斯沃斯莫尔。
Yodh说:“我们的长期目标”是获得更多的理解和控制液晶系统为了利用其作出有用的新材料的能力。亚博网站下载与这种类型的液晶研究阶段类似于70年代早期的液晶显示。第一个显示直到它们的属性被真正理解有限。”
类型的液晶这项研究的研究人员调查了易溶的chromonic液晶,或LCLCs。它们包含有机盐俗称“日落黄”或“黄色6日”一种广泛使用的食品染料在橙汁汽水,奶酪味零食和许多其他产品。
染料在水中的时候,单个分子的堆积筹码,形成微观棒。然后液晶含有水滴随着soap-like表面活性剂混合到一个石油悬挂。吸引水一端和另一端击退,表面活性剂分子前往的表面一旦沉浸在石油下降。这有助于稳定下降到一个球体,表面能量最小化的最优形状。
一旦石油乳液液滴,棒相互作用形成不同类型的对齐的阶段。与液晶显示,溶致液晶形成的阶段或模式依赖于它们的浓度。改变LCLC浓度,研究人员开始以不同浓度的染料分子液滴和允许浓度进一步增加水扩散的液滴。
在一个足够高的浓度,棒推接近在一起,他们开始彼此对齐平行,形成所谓的“向列相。这让滴一个定义良好的南北轴贯穿其中心。棒附近这个轴平行排列,直到他们到达两个面向“两极”棒在哪里不是彼此。
这种模式的结果从液晶的趋势重新成为“简单”,最低状态。像中的液晶显示,这个状态可以受到外部效应的影响,以及由此产生的行为可能是用于应用程序。
“很多的工作做是为了理解这些类型的液晶系统中,“冷说,“是把两个相互竞争的影响,如分子的自然倾向于排队完美和一些限制或外部字段表示,“我们不会让你这样做。”
本例中的监禁的球面下降。
“棒想线相互平行,”宋说,“但他们也想与边界的下降,他们都不能做。因此,棒必须经过变形。有趣的是,在这种情况下,他们扭来满足这个约束。”
这扭曲的形状不改变个人棒,保持直线,而是改变棒的相对取向。看滴,这样棒指出沿垂直轴,这个转折发生沿着线的轴液滴的表面。如衣夹夹线,个人原始棒可以旋转的垂直位置,扭平均超过90度。
大多数油基液晶显示器中应对这种监禁类似,它们形成一个中心轴与两极,但以不同的方式在他们不扭曲的轴。
”这意味着,与液晶显示,我们所做的任何与这些LCLCs必须考虑这个转折,“冷说。
这些模式依赖于下表面的属性,所以杆的扭转可能是受到外部分子附着在表面,改变其边界条件。
“LCLCs这个属性提供他们潜在的探测器,“Yodh说。“小的变化在分子水平上可以诱导液晶结构的变化可以通过显微镜看到。”
随着浓度的增加进一步下降,然而,从向列相液晶的发展“柱状”阶段,像束棒包在一起的稻草。这个包装可以防止燃料棒扭转,所以他们回应线索从下表面的排队到数组的列,保持平行于边界和盘旋下降的中心轴。
一旦在柱状相,下令内部结构的液晶创建一个环境,一个球体不再是最小化的最优形状的表面能下降。表面被拉向棒的命令集合,并开始下降的外观符合六角包装模式的列,形成方面。
“据我们所知,这是第一个包含液晶乳液滴在柱状阶段,“Yodh说。“这是令人惊异的看到表面的演变。我从来没有见过一滴水形状像宝石!”
这项研究是由美国国家科学基金会和宾夕法尼亚大学的材料科学与工程研究中心。亚博网站下载亚博老虎机网登录
来源:http://www.upenn.edu