Forskning afslører, hvordan orden først opstår i flydende krystaller
En af de vigtigste egenskaber ved flydende krystaller er deres evne til at danne ordnede strukturer. Denne rækkefølge er afgørende for materialernes optiske egenskaber og deres evne til at fungere som skærme og andre enheder.
Hvordan præcis orden først opstår i flydende krystaller, har været et emne for debat og forskning i årtier. Nu har et team af forskere fra University of Colorado Boulder og National Institute of Standards and Technology (NIST) brugt en kraftfuld røntgenteknik til at fange de første direkte billeder af bestillingsprocessen, en opdagelse, der kan føre til nye og forbedrede flydende krystal-baserede enheder.
Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.
Forskerne brugte en teknik kaldet X-ray photon correlation spectroscopy (XPCS) til at studere bestillingsprocessen i flydende krystaller. XPCS er en teknik, der giver forskere mulighed for at måle dynamikken i materialer på nanoskala.
I deres eksperimenter opvarmede forskerne en prøve af flydende krystal til en temperatur lige under det punkt, hvor den ville gå fra en flydende til en krystallinsk fase. De brugte derefter XPCS til at måle fluktuationerne i tætheden af flydende krystalmolekyler, da de begyndte at ordne sig selv i en krystallinsk struktur.
Forskernes XPCS-målinger afslørede, at bestillingsprocessen i flydende krystaller foregår i to trin. I det første trin danner molekylerne små, ordnede klynger, der er tilfældigt fordelt i væsken. I det andet trin vokser disse små klynger og smelter sammen og danner til sidst en enkelt, stor, ordnet krystal.
Forskerne mener, at dannelsen af klynger forud for dannelsen af en enkelt krystal skyldes, at flydende krystalmolekylerne har en stærk tendens til at rette sig ind efter deres naboer. Denne tendens til at justere fører til dannelsen af små, ordnede klynger, som derefter fungerer som kernedannelsessteder for væksten af den enkelte krystal.
Forskernes resultater har vigtige konsekvenser for design og udvikling af flydende-krystal-baserede enheder. Ved at forstå, hvordan orden først opstår i flydende krystaller, kan forskere bedre kontrollere de optiske egenskaber af disse materialer og designe enheder, der har forbedret ydeevne.
Referencer
Bladet kan findes her:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36317-0
En tilgængelig nyhedsartikel fra University of Colorado, Boulder kan findes her:https://www.colorado.edu/today/2023/03/14/ordering-liquid-crystals-revealed
Varme artikler
-
Luminescerende geler til en lang række anvendelser fra forfalskning til bio-sensingGrafisk abstrakt. Kredit:Chem (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.01.015 Trinity-forskere har hentet inspiration fra naturen til at skabe selvlysende, selvhelbredende geler med en række potentielle a -
Klud ansigtsmasker, der kan desinficeres af sollysKredit:Unsplash/CC0 Public Domain Under COVID-19-pandemien, mange mennesker har vænnet sig til at bære ansigtsmasker af bomuld på offentlige steder. Imidlertid, vira og bakterier, der klæber til m -
Strålende jernmolekyle kunne give billigere solenergiDet nye jernmolekyle. Kredit:Nils Rosemann For første gang, det er lykkedes for forskere at skabe et jernmolekyle, der både kan fungere som fotokatalysator til at producere brændstof og i solcelle -
Forskere demonstrerer den første kemisk syntetiserede optiske switchKredit:Petr Kratochvil/offentligt domæne Optiske kontakter gør det muligt at overføre information ved hjælp af lys, hvilket vil være nyttigt til udviklingen af ultrahurtige optiske hukommelsesce
- Overvågning af den arktiske hedebølge
- Undersøgelse af blænding:Hvor lyst er dit kontor?
- Erstatning for PFAS fundet i jord i New Jersey
- Luftforurening koster Utahns milliarder årligt og forkorter den forventede levetid med to år
- Hvad forårsager svermende myrer?
- Kina lover at overholde Paris -klimaaftalen