Flydende krystaller, der kan erstatte farveskiftende blæk og forhindre pengeforfalskning

Et forskerhold i Korea har udviklet et materiale, der potentielt kan erstatte farveskiftende blæk for at forhindre forfalskning af pengesedler, ID-kort og så videre. Et team ledet af Dr. Sang-seok Lee fra Functional Composite Material Research Center ved Korea Institute of Science and Technology (KIST) meddelte, at det med succes har udviklet en teknologi til at fremstille flydende krystaller, der består af flere lag med en tykkelse, der kan sammenlignes med en hårstrå ved hjælp af hydrofile og hydrofobe egenskaber. Undersøgelsen blev ledet af Kim Shin-Hyun, professor i kemisk og biomolekylær teknik ved Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).

Når et særligt tilsætningsstof kaldet et chiralt dopingmiddel blandes med det flydende krystalmateriale, der almindeligvis anvendes i displayenheder, de flydende krystalmolekyler roterer spontant for at danne en spiralstruktur. Dette omtales som "kolesterisk flydende krystal, " et fotonisk krystalmateriale, der kan udvise farve uden tilsætning af pigmenter via en periodisk nanostruktur, der selektivt reflekterer lys af bestemte bølgelængder. Lyset har en cirkulær polarisationsegenskab, roterer kun i én retning, hvorved det er muligt at få farver til at fremstå og forsvinde ved at ændre visse polarisationsforhold.

Hvis denne flydende krystalstruktur gentages, det er muligt at lave et materiale, der kan udvise to eller flere egenskaber på samme tid. Flydende krystaller med forskellige optiske egenskaber kan bruges som materiale til at forhindre forfalskning. Imidlertid, at lave et materiale bestående af flere lag, der er behov for at bygge hvert lag oven på det før på en gentagen måde ved hjælp af en omhyggeligt designet enhed. Forskerne udviklede teknologien til denne komplekse proces.

KIST-KAIST-forskerholdet tilføjede et hjælpeopløsningsmiddel, der blev opløst i både olie og vand som en måde at blande organisk alkohol på, et hydrofilt fugtighedsmiddel og det hydrofobe flydende krystalmateriale for at alle tre stoffer bliver jævnt blandet sammen. Derefter, blandingen blev emulgeret i vand til dannelse af mikroemulsionsdråber. Udvekslinger fandt sted mellem cosolventen, fugtighedsmiddel og vandmolekyler gennem overfladerne af emulsionsdråberne, hvilket resulterede i en adskillelse af de hydrofobe og hydrofile lag.

Afhængig af det indledende blandingsforhold mellem stofferne, de blev adskilt i flere lag lige fra et til fem, og disse lag kunne frit kontrolleres. Også, hvor faseadskillelsen sker kontinuerligt inden for hver emulsionsdråbe, koncentrationen af ​​det chirale dopingmiddel inde i de flydende krystaller ændrede sig, resulterer i flere strukturelle farver. Dette er en ny teknologi til at fremstille flydende krystaller af flere lag gennem en simpel proces med emulgering af blandingen.

Dr. Lee fra KIST sagde, "Det, vi har udviklet, er en simpel metode til at skabe flydende krystaller i flere lag, og vi forventer, at den vil tjene som grundlag for at tilføje unikke optiske egenskaber til materialer, " og tilføjede, "Baseret på denne nye teknologi, vi planlægger at udvikle forskellige funktionelle partikler for at udvikle kompositmaterialer."