کریستال های مایع ایجاد آسان به عنوان خوانده شده تغییر رنگ سنسور

آفتاب پرست معروف برای توانایی تغییر رنگ. بسته به دمای بدن خود را و یا خلق و خوی خود را در سیستم عصبی هدایت بافت پوست که شامل nanocrystals به گسترش یا قرارداد تغییر چگونه nanocrystals منعکس کننده نور و تبدیل خزندگان پوست یک رنگین کمان از رنگ.

با الهام از این دانشمندان در پریتزکر مدرسه مولکولی و مهندسی (PME) در دانشگاه شیکاگو را توسعه داده اند یک راه برای کشش و فشار کریستال مایع برای تولید رنگ های مختلف.

با ایجاد یک فیلم نازک پلیمری پر شده با مایع کریستال قطرات و سپس دستکاری آن, آنها تعیین کرده اند که این اصول برای تغییر رنگ سنجش سیستم است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد به صورت هوشمند پوشش سنسور و حتی فناوری های پوشیدنی.

این پژوهش به رهبری Juan de پابلو Liew خانواده استاد مولکولی و مهندسی منتشر شد 10 ژوئیه در مجله علم پیشرفت.

کریستال های مایع که نمایشگاه متمایز مولکولی جهت در حال حاضر پایه و اساس بسیاری از فناوریهای صفحه نمایش. اما de Pablo و تیم او علاقه مند بودند در chiral کریستال مایع که تاب و چرخش و خاص نامتقارن "دست" -- مانند راست دست یا چپ دست-که اجازه می دهد تا آنها را جالب تر نوری رفتارها.

این کریستال همچنین می توانید فرم به اصطلاح "آبی فاز کریستال" که خواص هر دو مایعات و کریستال و می تواند در برخی از موارد انتقال و یا منعکس کننده نور مرئی بهتر از کریستال های مایع خود را.

محققان می دانستند که این کریستال ها به طور بالقوه می تواند دستکاری شود به تولید طیف گسترده ای از اثرات نوری اگر کشیده یا تیره و تار اما آنها همچنین می دانستند که آن را نمی ممکن است به کشش یا فشار مایع به طور مستقیم. به جای آنها قرار داده شده ریز کریستال مایع قطرات به یک فیلم پلیمری.

"به این ترتیب ما می تواند در محفظهای قرار دادن chiral کریستال مایع و تغییر شکل آنها در بسیار خاص و بسیار کنترل شده راه" د پابلو گفت. "که اجازه می دهد تا شما را به درک خواص آنها می تواند داشته باشد و چه رفتارهای آنها نشان می دهند."

با انجام این محققان دریافتند بسیاری از مراحل مختلف -- تنظیمات مولکولی از کریستال -- از شناخته شده بود قبل از. این فاز تولید رنگ های مختلف بر اساس چگونه آنها را کشیده و یا تیره و تار و یا حتی زمانی که آنها تحت تغییرات دما.

"در حال حاضر امکانات واقعا باز به تخیل" د پابلو گفت. "تصور کنید با استفاده از این کریستال ها در یک پارچه است که تغییر رنگ بر اساس دمای بدن و یا تغییر رنگ که در آن شما خم آرنج خود را."

این سیستم همچنین می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای اندازه گیری فشار در هواپیما, بال, برای مثال, و یا به تشخیص تغییرات دقیقه در درجه حرارت در داخل یک اتاق و یا سیستم.

تغییرات در رنگ ارائه یک راه عالی برای اندازه گیری چیزی از راه دور بدون نیاز به هر گونه تماس و د پابلو گفت.

"شما فقط می تواند با نگاهی که رنگ از دستگاه خود را و می دانم که چقدر فشار است که مواد یا دستگاه است و اقدام اصلاحی در صورت نیاز," او گفت:. "برای مثال اگر یک ساختار تحت استرس بیش از حد, شما می توانید ببینید تغییر رنگ سمت راست و دور و نزدیک آن را به آن را تعمیر. و یا اگر یک بیمار یا یک ورزشکار قرار می گیرد فشار بیش از حد بر روی بخشی از بدن خاص به عنوان آنها حرکت آنها می تواند پوشیدن یک پارچه به اندازه گیری آن و سپس سعی کنید به آن درست باشد."

هر چند محققان با دستکاری مواد با فشار و درجه حرارت نیز وجود دارد بالقوه برای تاثیر می گذارد و آنها را با ولتاژ و میدان مغناطیسی و صوتی زمینه گفت که می تواند منجر به انواع جدیدی از دستگاه های الکترونیکی ساخته شده از این کریستال.

"در حال حاضر که ما اساسی علم برای درک این که چگونه این مواد رفتار ما می توانید شروع به استفاده از آنها را به فن آوری های مختلف" د پابلو گفت.

###

دیگر نویسندگان شامل Monirosadat Sadati و نادر طاهری قزوینی از دانشگاه کارولینای جنوبی; محقق فوق دکترا Jose A. مارتینز-گونزالس و Rui Zhang; دانشجوی کارشناسی ارشد Ye Zhou; alumna Khia Kurtenbach; تحقیقات دانشمند شیائو لی; Emre Bukusoglu از دانشگاه فنی خاور میانه; نیکلاس L. ابوت از دانشگاه کرنل و خوان پابلو هرناندز-Ortiz از Universidad Nacional de Colombia.

استناد: "Prolate و oblate chiral کریستال مایع spheroids." Sadati, et al, علم پیشرفت. DOI: 10.1126/sciadv.aba6728

بودجه: وزارت انرژی و بنیاد ملی علوم

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.