2016年4月20日
发现了125多年前,液晶扮演了一个重要的角色在电脑显示器和电视屏幕,手表,时钟和各种各样的其他电子显示器。科学家仍试图改善这些液晶的分子组成。
研究者调查了螺旋“twist-bend”结构(右)由大都液晶分子(左和中心)测量3纳米的长度,使用一个开创性的x光技术在伯克利实验室的先进的光源。更好的理解这个螺旋形式,2013年发现的,可能会导致新申请液晶和改善液晶显示屏。(来源:Zosia Rostomian /伯克利实验室;物理评论快报,DOI: 10.1103 / PhysRevLett.116.147803;《材料化学C, DOI亚博网站下载: 10.1039 / C4TC01927J)
液晶是一种独特的物质状态,像液体一样流动,可以东方分子晶莹的方式。在微观层面,液晶在不同配置,包括分子安排在2013年发现,自然扭转和弯曲。这样的安排导致了新的研究。
一个新的x射线技术,发明了在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)用一组研究人员记录的第一个直接测量confimed坚决伤口螺旋分子排列的存在。这样的安排可以揭示的秘密形成和提高液晶显示器(lcd)的性能,包括打开或关闭灯光的速度很小的屏幕区域。
分子能够表现出各种各样的属性根据他们的左手或右手(手性),这是巨大的兴趣,化学、材料科学、生物学。亚博网站下载亚博老虎机网登录结果描述“手性”结构如何开发不显示偏手性的有机分子。
这个新发现“twist-bend”阶段的液晶是液晶研究领域最热门的话题之一。现在,我们首先提供了明确的证据twist-bend结构。这种结构将毫无疑问的决心推进我们了解它的属性,如反应温度和压力,这可能有助于提高我们如何操作当前一代的液晶显示器。
晨辉朱,研究科学家,伯克利实验室
朱是首席作者相关的研究论文发表在4月7日的《物理评论快报》上。
尽管存在许多竞争传统的液晶显示器屏幕技术,标准LCD市场仍然是大型农场和代表在电子显示市场收入的三分之一。今年的收入总显示市场预计将达到1500亿美元。
伯克利实验室中的单个分子结构决定的。这些分子形成灵活、纳米回力棒测量只有几个纳米,或十亿分之一米,包括灵活的中部和刚性的目的。twist-bend相中的分子形成螺旋结构,这个结构非常像一堆蛇所有排队,然后缠在一个看不见的。
低能x射线或“软”被朱调在ALS为了分析碳原子存在于液晶分子,它提供有关他们的化学键和分子取向的细节形成的结构。朱用软x射线散射的研究。标准的x射线散射技术无法检测螺旋,螺旋分子排列的液晶样品。
液晶的测量强调完成360度twist-bend覆盖的距离只有8海里在室温下,根据朱是一个“令人惊讶的是短“距离基于每一个分子长度是3海里,这样坚定地盘绕结构并不是很常见。
朱镕基指出,公司的发展的原因的螺旋twist-bend安排仍不清楚,和结构显示独特的光学性质,值得进一步研究。
研究人员发现,单一的螺旋“音高”或宽度螺旋下变成了一段时间温度增加。他们还发现,螺旋突然消失在高温下,作为一个完全不同的配置是通过的材料。
目前,这个实验不能做其他任何地方。我们是第一个团队使用这种软x射线散射技术研究这个液晶相。
晨辉朱,研究科学家,伯克利实验室
传统液晶显示器经常使用向列液晶,自然指的是液晶的阶段定位在相同的方向,就像一群圆规相互平行排列,指向同一个方向。
在传统LCD设备,棒状液晶分子选择性地治疗之间放置玻璃板,使分子躺下,而不是指向玻璃。玻璃是专门治疗产生一个90度的分子排列,导致分子极其附近一个玻璃板在直角分子非常邻近其它玻璃板。
指南针就像一群针朝北,毫不费力地调整中间的东北,指向底部的东部。这种分子扭曲状态然后电扭曲允许偏振光旅游在不同的亮度水平,或阻止光线完全矫正扭曲。
朱镕基表示,在未来实验旨在研究螺旋如何依靠分子形状和反应温度的差异,紫外线、压力,和电场。
他也旨在探索类似的螺旋结构像一个称为螺旋nanofilament液晶阶段,保证太阳能应用范围。所扮演的角色自组装有机分子的构型可以解释为DNA研究,合成蛋白质,淀粉样原纤维如阿尔茨海默氏症有关。
朱镕基进一步表示,它可能会获得信息的实时twist-bend螺旋结构的发展和变化的材料,通过使用更多的高度和明亮的x射线源和极快的x射线探测器。亚博网站下载
我希望我们的正在进行的实验可以提供独特的信息有利于其他在这一领域的理论和实验。
晨辉朱,研究科学家,伯克利实验室
其他团队成员包括安东尼年轻,成王,和亚历山大Hexemer伯克利实验室,和迈克尔•Tuchband分钟帅,Alyssa Scarbrough,大卫•Walba约瑟夫••麦乐伦和诺尔在博尔德的科罗拉多大学的克拉克。
软x射线散射测量进行Beamline 11.0.1先进光源,能源部科学办公室用户设备在伯克利实验室。美国国家科学基金会和能源部办公室支持的基本能源科学研究工作。亚博老虎机网登录