계면 습윤지의 열역학적 성장에 의해 촉발 된 액정의 방향 전환
Summary
여기서는 온도에 따라 액정의 방향 전환을 트리거하는 프로토콜을 제시합니다. 전이 과정과 상세한 이행 진화를 관찰하기 위해 표본을 준비하는 방법론을 설명합니다.
Abstract
액정 (LC) 물리 화학에서, 표면 근처의 분자는 벌크 배향을 제어하는데 큰 역할을한다. 지금까지, 주로 LC 디스플레이에서 원하는 분자 배향 상태를 달성하기 위해, LC의 "정적"표면 특성, 소위 표면 앵커링 (surface anchoring)이 집중적으로 연구되었다. 일반적으로 마찰이나 특정 배향막 처리와 같은 특정 표면 처리로 LC의 초기 배향이 "고정"되면 온도에 따라 거의 변하지 않습니다. 여기서, 우리는 온도 변화에 대한 방향 전환을 나타내는 시스템을 제시하는데, 이는 컨센서스와 충돌한다. 전환 직후 벌크 LC 분자는 고온에서 평면 (P) 배향과 저온에서 1 차 과도기 방식으로 수직 (V) 배향 사이에서 90 °의 방향 회전을 경험합니다. 우리는 편광 광학 현미경으로 열역학적 표면 고정 거동을 추적했다 (POM), 유전 분광법 (DS), 고분해능 시차 주사 열량계 (HR-DSC) 및 그레이 징 입사 X- 선 회절 (GI-XRD)에 대한 연구를 수행했으며, 표면 전이 습윤 시트는 벌크의 P 배향에 국부적으로 V 배향을 부과한다. 이 풍경은 많은 LC 시스템에서 평형 벌크 배향이 표면 국부 배향에 어떻게 영향을 받는지를 설명하는 일반적인 링크를 제공합니다. 우리의 특성화에서, POM과 DS는 LC 분자의 방향의 공간적 분포에 대한 정보를 제공함으로써 유리하다. HR-DSC는 변환에 대한 정확한 열역학적 정보에 대한 정보를 제공합니다.이 정보는 제한된 분해능으로 인해 기존 DSC 장비로 해결할 수 없습니다. GI-XRD는 표면 특유의 분자 배향 및 단거리 정렬에 대한 정보를 제공합니다. 이 논문의 목적은 transi를 보여주는 샘플을 준비하기위한 프로토콜을 제시하는 것이다.벌크와 표면 모두에서 열역학적 구조 변화가 위에서 언급 한 방법을 통해 어떻게 분석 될 수 있는지를 보여줄 수있다.
Introduction
최근 몇 년 동안, 외부 자극에 반응하는 표면 분자의 동적 인 분자 구조 및 구조가 LC 상태에서 물질의 벌크 배향에 어떻게 영향을 줄 수 있는지에 대한 관심이 증가 해왔다. 한 가지 예는 LC 1 , 2 의 새로운 응용으로서 LC 바이오 센서를 사용하는 것이다. 얼마나 많은 표적 생물 종이 검출되는지를 정량화하기 위해 표적 분자와 접촉하는 계면 LC가 어떻게 변화하고 진화 하는지를 알아내는 동시에 그들이 성질을 대량으로 옮기거나 번역하는 방법을 알아내는 것이 중요합니다.
모델을 사용하여 이러한 해답을 추구하면서 표면 분자 방향 및 단거리 정렬이 열역학적으로 다른 시스템으로 시작했습니다. 이 시스템을 사용하여 표면 방향 및 정렬 순서의 변경 사항을 결과적으로 대량의 방향과 체계적으로 연관시킬 수 있습니다. 최근에 우리는 o를 나타내는 몇 가지 LC 시스템을 발견했습니다.온도에 따라 자발적인 벌크 분자 배향이 변화하는 리서치 천이. 원칙적으로 방향 전환은 준 2 차 3 , 4 또는 준 1 차 천이 5 , 6 , 7 , 8 로 분류 할 수 있습니다. 전자는 온도 변화시 연속적인 분자 재배 향을 동반하지만, 후자는 불연속적인 재연성을 나타낸다. 이 기사에서는 P와 V 방향 상태 사이에서 준 1 차 방식으로 방향 전환을 설명합니다. 그것은 온도를 변화시킴으로써 단일 네마 틱 (N) 상으로 진행한다. 자세한 내용은 대표 결과 및 토론에서 제공됩니다.
벌크의 방향 변화는 표면 분자 방향의 변화와 짧은이 시스템이 표면 분자 배향과 단거리 정렬의 열역학적 변화가 벌크 배향에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 통찰력을 잠재적으로 제공 할 수 있음은 자명하다. 이 기사에서는 위에서 언급 한 문제를 이해하기 위해 POM, DS, HR-DSC 및 GI-XRD와 같은 4 가지 보완 방법을 사용하여 세 가지 문제를 해결했습니다. (1) 방향 전환은 어떻게 생겼습니까? (2) 방향 전환이 열적으로 감지 가능한가? (3) 오리엔테이션 전환은 왜 그리고 어떻게 발생합니까?
Protocol
Representative Results
Discussion
5μm LC 셀 ( 그림 1a 및 b )을 사용하여 촬영 한 10x POM 이미지는 벌크 LC 분자의 방향 상태가 1 차 방식으로 온도 변화에 따라 P 및 V 방향 사이에서 이동 함을 명확하게 보여줍니다. 이것은 도메인 핵 생성 및 성장 과정에 의해 표시되며 새로운 방향은 초기 방향과 90 ° 다릅니다. 냉각 및 가열시의 전이 온도는 각각 321.5 K 및 325.3 K입니다. CCN47이 ~ 0.02 9 의 복굴…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 학술 연구원 교부금 번호 16H06037에 의해 지원되었다. 홋카이도 대학의 사사키 유지 사장에게 HR-DSC에 대한 기술 지원에 진심으로 감사드립니다.
Materials
| CYTOP | Asahi Glass Co. Ltd. | CTX-809A | |
| Solvent for CYTOP | Asahi Glass Co. Ltd. | CT-180 Sol. | |
| Alkaline detergent | Merck KGaA | Extran MA01 | |
| NOA61 | Norland Products, Inc. | #37-322 | Purchasable from Edmund Optics |
| AL1254 | JSR Corporation | Planar alignment material in self-made cells | |
| 4’-butyl-4-heptyl-bicyclohexyl-4-carbonitrile | Nematel GmbH & Co. KG | Custom-made | |
| UV-O3 cleaner | Technovision Inc. | UV-208 | |
| Hot-stage system | Mettler Toledo | HS82 | |
| High-Definition Color Camera Head | Nikon | DS-Fi1 | |
| Impedance/gain-phase analyzer | Solartron Analytical | 1260 | |
| Indium Tin Oxide (ITO)-coated substrate | GEOMATEC Co. Ltd. | Custom-made |
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