Metode til at skabe optisk aktive polymerer ved hjælp af en spiralformet flydende krystalskabelon

En videnskabsmand fra Fakultetet for Rene og Anvendte Videnskaber ved University of Tsukuba udviklede en metode til fremstilling af elektrisk ledende polymerer, der antager en spiralformet konfiguration. Ved at bruge en flydende krystal som skabelon var han i stand til at producere optisk aktive polymerer, der kan omdanne lys til en cirkulær polarisering. Denne tilgang kan hjælpe med at sænke prisen på smartskærme. Resultaterne af undersøgelsen er offentliggjort i Molecular Crystals and Liquid Crystals .

At gå ind i en elektronisk butik i disse dage kan være en overvældende oplevelse, hvis du tilfældigvis vandrer ind i fjernsynsgangen. Størrelserne på tv er udvidet markant de seneste år, mens priserne er faldet. Dette skyldes hovedsageligt vedtagelsen af ​​organiske lysemitterende enheder (OLED'er), som er kulstofbaserede polymerer, der kan gløde ved indstillelige optiske bølgelængder.

Disse konjugerede polymerer, som har skiftende enkelt- og dobbeltbindinger, er begge elektrisk ledende og har farver, der kan kontrolleres ved kemisk doping med andre molekyler. Deres oxidationstilstand kan også hurtigt skiftes ved hjælp af en elektrisk spænding, som påvirker deres farve. Fremtidige fremskridt kan dog kræve nye materialer, der kan drage fordel af andre slags optiske egenskaber, såsom cirkulær polarisering.

Nu har en forsker fra University of Tsukuba introduceret en teknik til at skabe polymerer, der er låst i en spiralformet konfiguration, ved hjælp af en flydende krystalskabelon. "Polymerer, der både har optisk aktivitet og selvlysende funktion, kan udsende cirkulært polariseret lys," siger forfatter professor Hiromasa Goto.

Til denne proces var flydende krystalmolekyler oprindeligt i en lige konfiguration. Tilsætningen af ​​monomermolekyler fik de flydende krystaller til at vride sig til en spiralformet konfiguration. Dette præger strukturen en "chiralitet" eller håndhed, hvilket gør den orienteret enten med eller mod uret. En elektrisk spænding blev påført, hvilket udløste polymerisation af monomererne. Den flydende krystalskabelon blev derefter fjernet, hvilket efterlod en polymer frosset i en spiralformet form.

Ved at bryde spejlsymmetrien har polymeren evnen til at omdanne lineært polariseret lys til en cirkulær polarisering. Furanringene i polymeren bidrager ikke kun til den elektriske ledningsevne, de hjælper også med at stabilisere den spiralformede struktur.

"Pi-stabling interaktioner mellem ringene gør det muligt for polymeren at aggregere til et højt ordnet chiralt system," siger professor Goto. Den resulterende polymer blev testet under anvendelse af cirkulær dikroisme-absorptionsspektroskopi og viste sig at have stærk optisk aktivitet ved synlige bølgelængder. Fremtidige anvendelser af denne proces kan omfatte billigere og mere energieffektive elektroniske skærme. + Udforsk yderligere

Samling af viruspartikler for at danne skabeloner til dyrkning af polymerer med magnetiske egenskaber