הכנה של גביש נוזלי רשתות מאקרוסקופית תנועה מתנדנדות המושרה על ידי אור

ההצלחה של הפרוטוקול הוא התבוננות מתנדנדות. ההצעה של הסרט תחת אור הקרנה. תנודות גדולות, ניתן לראות תוצאה מטעה. יתר על כן, תנודות יציב לאורך זמן (ציר זמן של שעות) הינם יכול נצפתה. בין היתר, של יישור splay האיכות היא בעלת חשיבות להגשמת הופעה עצמית מתמשכת (איור 5A). מעבר הצבע בכיוון מולקולרית ברחבי העובי של הסרט גורם להתכווצות/הרחבת בצדדים מישורי/homeotropic של הסרט על הופעה16,17,18. תגובה אסימטרי זו מגבירה את התנועה מאקרוסקופית. הכישלון של הניסוי (היעדרות של כיפוף, דפורמציה קטן או כיפוף מוזר) יכולה להיות מוסברת על ידי יישור המסכן LC. קודם כל, הסרט צריך להיות שקוף. (איור 5B).  כדי לוודא היישור splay הנכון של שלב פשוט, הסרט למצע זכוכית הוא ציין בין polarizers שלובות מעל כשמאירים לבן מקור אור (איור 5C-E). על ידי סיבוב הסרט בין polarizers קרוס של 0° ל ° 45 במישור xy, הסרט בחדות ומשנה את הבהירות. הציר הסרט מהמטוס סביב המנהל מולקולרית, הסרט צריך לשנות צבע שחור (במטוס) לבן (מהמטוס) תוך כדי צפייה מלמעלה. שלבים דומים אימות יכול להיעשות לפני הפילמור על ידי התבוננות התא דרך מקטב מעל הכיריים מכוסה עם רדיד אלומיניום. יתר על כן, כאשר הסרט חותכים רצועות, הוא מציג של עקמומיות טבעית עם המרכז של העקומה בצד homeotropic. זאת בשל הלחץ שיורית שמקורם הפילמור בטמפרטורת גבוהות, שבו הרחבות של שני הצדדים של הסרט יש סימנים מנוגדים (איור 6A). במקרה היישור אינו מוצלח, השיטה כדי להכין את השכבות פוליאימיד צריך לשקול מחדש. הייצור של תאים אלה חיוני להשיג את הסרטים מסודרים היטב. השלב הקריטי ביותר הוא השפשוף: לחץ חזק מדי על הצלחת יסיר באופן חלקי את פוליאימיד שכבה והתוצאה בשכבה הפקודה העורג ליישור. בטמפרטורת החדר הסרט הוא במדינה זכוכית (איור 3B). אם הסרט הוא רך ו/או דביק, זה אומר כי הפילמור לא הושלם, סביר להניח כי הזמן הקרנה קצר מדי או היוזם יורד. התערובת של LC mesogens צריך להיות הומוגני ויבש לפני המילוי של התא, כי הנוכחות של הממס עשויים להשפיע על ההתנהגות שלב של התערובת LC. יש ליישר את התערובת LC לפני הפילמור. אמצעי זהירות יש לנקוט כדי להימנע פלמור תרמי במהלך התהליך של יישור על-ידי עובר את השלבים במהירות וחימום לא המדגם מעל 130 מעלות צלזיוס במשך זמן ממושך. מילוי התא ממש מעל הנקודה סליקה היא מספקת (110 מעלות צלזיוס). תנודות מכניות, תרמי שרשמו את המצלמה במהירות גבוהה לאשר את ההצלחה של פרוטוקול הציג (איור 7; וידאו 1). כאשר הסרט הוא מהודקי בקצה אחד עוזב 1.7 ס מ חופשי לנוע, לקרינה על הצד מישורי עם אור ממוקד, זה unbends כלפי המדינה שטוח בכיוון של האור (איור 6B). הציר הינו ממוקם במיקום של נקודת המוקד של האור (איור 4). הסרט צריך לעבור בצורה חלקה, בניצב את המלחציים, לא על הצד. ואז הסרט מתחיל לנוע באופן רציף עם תנודות של תדר 7.6 Hz ± 5% ו משרעת 30 ° ± 10% לסרט של מידות 1.7 ס”מ x 0.4 ס”מ x 20 מיקרומטר. תנודות תרמי נמדד עם המצלמה הטרמית נוכח באותו התדר (7.4 Hz ± 5%), עם עיכוב קל שלב בגלל האינרציה של הסרט. זה תדר f נשלטת על ידי הממדים ובכל המודולוס של הסרט15. משרעת התנודות המשתנה עם עוצמת האור, מימוש על ידי ההתקנה, ובמיוחד, מיקום נקודת המוקד של האור על הדגימה. המנגנון של תנודה הוא כדלקמן: 1) הסרט מסולסל הוא מוקרן באור ממוקד, dopant סופג את האור וממיר אותו לתוך חום, הסרט מתחמם על ציר שלה ואת unbends בכיוון מוגדר מראש על ידי יישור LC; 2 טיפ) צללים הציר של הסרט, אשר מעניקה ירידה של הטמפרטורה שלו, שלה לאחר מכן unbending על ידי הרפיה; 3) את הציר נמצא שוב תחת הקרנה, ואובחנו למעלה, הסרט מתכופף15. החזרה על השלבים רצופים הולידה תנודות. גורמי מפתח להתבונן תופעה זו הן את אפקט צילום תרמי ההצללה עצמית של הסרט, נשלט על-ידי עוצמת ואת המיקום של האור ממוקד (איור 4). למשל, מנורה מוטה מעט יניעו החלקה מלאה של המדגם. יתר על כן, נמוך מדי של עוצמת אור האם לוותר על כיפוף גדול כי הטמפרטורה על הציר אינה מספיקה, בעוד גבוהה עוצמת אור בציר יניעו מחטיאים (איור 6C, 180 ° כיפוף של הסרט). דרישה נוספת עבור ההצלחה של הניסוי היא למקם את הכיוונון סביבה מוגן מפני הרוח כדי להימנע ההפרעות. איור 1. ההליך הכללית כדי להשיג את לפעור מיושר LCN בשלבים 14 (מ- A-N). השלבים A–C: ניקוי של הזכוכיות; צעדים D–G: ציפוי של צלחות זכוכית ליצירת מישוריים או homeotropic יישור שכבות; שלב ה: לשפשף לוחות זכוכית באמצעות בד קטיפה; שלב אני: הדבקת הלוחות כדי ליצור את התא; שלב J: מילוי התא עם תערובת LC, יישור בשלב nematic; שלב K: צילום-polymerizing תחת אור אולטרא סגול; צעדים L–N: פתיחה של התא של חיתוך של הסרט כדי לקבל רצועה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. באיור 2. מבנה כימי של הרכיבים המשמשים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 3. אפיון תרמי של תערובת מונומר, פולימר. ) דיפרנציאלית סריקה calorimetry (DSC) של התערובת לפני הפילמור כדי לקבוע את מעברי פאזה. כניסות: תמונות פום, סרגלי קנה מידה: 100 מיקרומטר. B) אנליזה תרמית מכני דינמי (DMTA) מדידה של הסרט פולימריים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. באיור 4. תמונה של ההתקנה מציג את ה-LED על צד שמאל, והסרט נדנוד כשכרטיס פינצטה באור הזרקורים. שיבוץ מראה ייצוג סכמטי של הסרט גהר והארה האור המותאמות לשפות אחרות. האזור אדום מקביל הציר חמים הזכיר בטקסט. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 5. A) ייצוג סכמטי של היישור splay. תמונה ב’) של התא זכוכית ליד הלוגו של TU/e מציג את השקיפות ואת העדר צבע של הסרט. החץ מצביע על הכיוון שפשוף של לוח הזכוכית מישוריים. C – E) תמונות של הסרט נלקח בין polarizers מצטלבים מציג את המאפיינים של היישור splay (תמונה D: סיבוב של 45 מעלות במישור XY, התמונות E: הציר מהמטוס xy). הבמאי מולקולרית של היישור מציינים את החץ האדום. סרגל קנה מידה: 1 ס מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 6. A) תמונה של הסרט כשכרטיס עם פינצטה מראה של עקמומיות טבעית עם המרכז של העקומה בצד homeotropic. B) התמונה של הסרט הולך מדינה שטוחה על צילום-הקרנה (365 ננומטר, W/cm 0.522). C) תמונה של סרט מוקרן עם גבוהה עוצמת אור מציג כיפוף ב- 180 °. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 7. תנודות מכניות של הקצה של הסרט לאורך זמן במהלך הקרנה עם UV אור (LED 365 ננומטר, W/cm 0.522). כניסות: צילומי מסך של הסרט נע הקליט עם המצלמה במהירות גבוהה. הגיאומטריה של הסרט הוא 1.7 ס מ (אורך) x 0.4 ס”מ (רוחב) x 20 מיקרומטר (עבה). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת. איור 8. תרמי תנודות של האזור חשוף (ציר) לאורך זמן במהלך הקרנה עם אור UV (LED 365 ננומטר, W/cm 0.522). כניסות: צילומי מסך של הסרט נדנוד עם פרופיל הטמפרטורה רשום עם המצלמה הטרמית מציג את השינויים של טמפרטורה הציר. הגיאומטריה של הסרט הוא 1.7 ס מ (אורך) x 0.4 ס”מ (רוחב) x 20 מיקרומטר (עבה). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.