프로토콜의 목표는 지속적인 빛 조사에서 기계적으로 진동 수 액체 크리스탈 중합체 필름을 만드는 것입니다. 우리가 훌륭한 세부 사항에서 무료 서 영화, 사진-개폐를 액정 정렬 방법의 개념을 설명합니다. 이 자료 준비에 적용 실험 프로토콜은 광범위 하 게 적용 됩니다.
도 핑된 액체 결정 네트워크 기반 전략 연속 빛 조사 아래 플라스틱 필름의 기계적 자기 지속적인된 진동 만들 설명 합니다. 신속 하 게 열로 빛을 낭비할 수 있다 dopants의 사진-여기 이방성 열 확장과 함께 결합 하 고 자기 지속적인된 개 악에 생겨나게 자체는 영화의 그림자. 관찰 하는 진동 크기와 영화, 탄성 계수 및 빛의 강도와 방향에 의해 영향을 받습니다. 시스템 개발 에너지 변환 및 소프트-로봇에 대 한 수확 및 자동화 시스템에 응용 프로그램을 제공 합니다.
무료 서 액체 결정 영화 만들기 및 관찰 하는 기계 및 열 효과 설명 하는 일반적인 방법에 의하여 이루어져 있다. 분자 정렬 정렬 레이어 (문질러 서 polyimide), 디스플레이 제조 산업에서 일반적으로 사용을 사용 하 여 이루어집니다. 큰 변형 된 액추에이터를,에서 mesogens는 정렬 하 고 넓히기/벤드 구성, 즉, 필름 두께 통해 homeotropic 평면에서 점차가 액정 (LCs)의 감독과 함께 생산. 방사선 조사, 시 얻은 기계 및 열 진동 고속 카메라와 함께 모니터링 됩니다. 결과 이미지 분석 프로그램을 처리 하는 이미지를 사용 하 여 추가 정량 된다.
지속 가능한 에너지 쪽으로 검색 성장 기후 변화와 화석 에너지의 고갈에 대 한 응답에 대 한 관심의 영역입니다. 기계 작업으로 빛 에너지를 변환 하는 메서드는 현재 조사 되 고, 전기를 생성 하는 태양광 발전 등, 생산 하는 바이오 매스 연료, 태양 물 산소와 수소를 분할 합니다. 그러나, 이러한 모든 프로세스는 빛에 의해 연료 에너지 생산 작업을 수행 하는 기계를 실행할 수 있습니다 전에 여러 단계를 요구 한다. 이러한 방식을 제공 하지만 응용 프로그램의 대형 패널, 그들은 생산, 저장과 수송 (예를들면, 전기 잠재력, 화학 연료) 중간체의 필요 합니다. 따라서, 장치 거시적인 모션으로 햇빛을 직접 변환할 수 단순화의 이점을 제공 합니다.
마지막 십 년간에서 많은 예제 사진 액츄에이터의 폴리머 조사1,2,3시 모양을 변경 개발 되었습니다. 그러나, 이러한 예의 대다수 연속 발동 한 상태에서 다른 전환 빛을 온/오프를 돌고 요구 한다. 지금까지, 아웃-의-평형 작업 사진 반응 자료의 제한 된 수만 설명된4,5,,67되었습니다. 액정 네트워크 (LCNs)8,,910,11,,1213 기반 시스템은 또한 그들의 본질 때문에 조사 preprogramming 제어 방식14에 변형에 대 한 있도록 이방성 최근, 사진-열 효과 사진-안정기 LCN에 통합의 흥분에 의해 유도 된 진동 모션15를 생성할 수 있습니다 보도 했다.
여기, 연속 빛 조사에서 기계적으로 진동 LCN 영화를 만드는 방법을 설명 합니다. 영화의 개념 특성화 및 LC 혼합물의 중 합에 셀의 준비에서 상세한입니다. LCN 영화 사진 개폐와 움직임의 분석 또한 보고 됩니다. LCNs는 신속 하 게 유도 이방성 열 확장 및 영화의 후속 거시적인 변형 네트워크 내에서 열으로 빛을 낭비할 수 있다 분자와 마약에 취해. 자동 숨기기, 온도 편차와 재료의 수축/신장 사이 상호 작용 진동 모션15에 상승을 제공합니다. 빛이이 효과 얻으려면 샘플의 방향을 포함 하 여 정확한 설치 프로토콜에서 강조 표시 됩니다. 진동은 주파수의 특징은 고는 LCN의 속성에 의해 제어. 우리의 지식을 하려면, dopants의 넓은 범위를 사용 하는 간단한 메커니즘에 의해 자체 진동 수 LCN 영화의 창조에 대 한 방법의 첫 번째 설명입니다.
여기에 설명 된 결과 6 탄소의 스페이서와 LC 빛에 이전 연구15 와 비교할 수 있습니다. 그것은 발진을 얻을 방법을 다른 기계적 성질16필름에 적용할 수 있습니다 보여줍니다.
사진-열 응답 LCN의 준비 보고 됩니다. 평면 정렬 계층의 마찰 및 셀의 준비 등 중요 한 설명된 프로토콜의 몇 가지 단계가 있습니다. 실제로, 프로토콜의 성공 또한 얇은 필름을 응용 프로그램을 제한 하는 LC splay 정렬의 높은 품질에 의존 합니다.
이전에, 사진-액추에이터 LCNs 대량 사진 스위치를 포함 하는에 따라 많은 예제 보고11,12,,1319되었습니다. 여기 개발 방법의 주요 장점은 dopants는 발동을 관찰 하는 데 필요한의 수량 한정된 (< 5 wt %)와 dopants 사용할 수의 광범위 한 선택. 15 이 결과 잠재적인 응용 프로그램의 범위를 확장. 또한,이 프로토콜의 다른 매트릭스 구성으로 영화의 계수, 스 트 라이프와 빛의 강도의 크기를 변경 하 여 주파수와 진동의 진폭을 변경 하는 기능입니다.
이 방법론은 자동화 된 시스템에 대 한 LC의 광범위 한 범위 자료를 조작 하 쉽게 확장할 수 있다. 여기에 설명 된 프로토콜 소프트 로봇 및 자동화 된 자료에 대 한 비 평형 시스템의 개발 하는 방법은 불법 체류자.
The authors have nothing to disclose.
이 작품의 재정적으로 과학적 연구를 위한 네덜란드 조직에 의해 지원 되었다 (NWO-탑 리 면 그랜트: 10018944)와 유럽 연구 회의 (ERC 진동, 그랜트 669991). A. H. G. 사람들이 프로그램 (마리 퀴리 동작)의 유럽 연합의 일곱 번째 프레임 워크 프로그램 FP7-2013, 보조금 번호 607602에서에서 자금을 인정 합니다.
Material | |||
LC diacrylate ( compound 1: Figure 2) | Syncom | custom synthesis | |
photo-stabilizer | Ciba | tinuvin 328 | |
photoinitiator | Ciba | Irgacure 819 | |
Alignment layer planar | JSR micro | optimer Al1051 | |
Alignment layer homeotropic | Nissan chemical industry | Sunever grade 5300 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
UV-ozone photoreactor | Ultra Violet Products, PR-100 | Not available | |
spin coater | Karl-SUSS | SUSS RC spin coater CT62 V098 | |
UV light | Gentec | EXFO-Omnicure S2000 | |
micropearl | Sekisui Chemicals | SP220-20um | |
Glue | Gentec | UVS91 | |
LED 365 nm | Thorlabs | M365LP1 | |
light collimator | Thorlabs | SM2F32-A | |
high speed camera | PCO. | PCO 5.5 sCMOS camera | |
thermal camera | Xenics Infrared solution | Gobi-640-GigE | used with Xeneth software |
Differential Scanning Calorimeter | TA instruments | Q1000 | |
Dynamic Mechanical Analyzer | TA instruments | Q800 | |
Polarized Optical Microscope | Leica | DM6000M |