Prijeđite na glavni sadržaj

Nova generacija tekućih kristala za nove tehnologije

22.7.2021.

Multidisciplinarni tim znanstvenika u koji su uključene i znanstvenice Laboratorij za stereoselektivnu katalizu i biokatalizu dr. sc. Anamarija Knežević, dr. sc. Irena Dokli i dr. sc. Andreja Lesac objavio je rad u u prestižnom časopisu Physical Review X (IF 15.76).

Nova generacija tekućih kristala za nove tehnologije

Nova generacija tekućih kristala za nove tehnologije.

U radu je predstavljena nova generacija tekućih kristala svijene geometrije (banana oblika) koja posjeduje izvanredan elektrooptički odgovor.

Pored niskog napona praga, vrijeme odaziva je trideset puta brže nego kod komercijalnih materijala, što omogućuje potencijalnu primjenu u elektrooptičkim uređajima koji zahtijevaju brzi odaziv, npr. 3D zasloni, modulatori, prekidači, deflektori svjetlosnih zraka.

Tekuće-kristalno (LC) stanje ili mezofaza je stanje materije koje se nalazi između kristalnog stanja i uobičajenog (izotropnog) tekućeg stanja te posjeduje karakteristike oba stanja (uređenost i fluiditet). Velika većina danas poznatih LC spojeva su organske molekule štapićastog oblika koje pokazuju dvije glavne vrste mezofaza, nematičku i smektičku.

Većina LCD zaslona bazira se na "nematičkim" tekućim kristalim, tj. anizotropnim štapićastim molekulama poredanim u istom smjeru duž glavne osi molekule (n-direktor), te koristi fenomen poznat pod nazivom Fréederickszov prijelaz. Ovaj prijelaz sastoji se u reorijentaciji n-direktora pod utjecajem električnog polja što pak utječe na prolaznost polarizacijske svjetlosti kroz materijal, te LCD pixel može biti crni ili bijeli. Za razliku od nematičke faze, u smektičkoj mezofazi molekule nisu samo orijentirane u istom smjeru, već također tvore slojeve. Smektici ne pokazuju Fréederickszov prijelaz, jer bi reorijentacija molekula narušavala slojevitu strukturu.

U potrazi za novim mehanizmima koji bi se koristili u naprednim tehnologijama, u fokusu istraživanja su se nedavno našli i egzotični molekulski oblici koji se značajno razlikuju od uobičajenog štapićastog oblika. U ovom radu prikazana je strukturna i elektrooptička studija LC faza molekule dimera banana oblika - BNA76. Pri hlađenju iz izotropne tekućine, ovaj spoj pokazuje uobičajenu nematičku (N), "twist-bend" nematičku (NTB) i dosad neidentificiranu Mx fazu.

Strukturna istraživanja Mx faze, provedena kombinacijom različitih tehnika (X-ray, polarizacijska mikroskopija, elektro-optička istraživanja), pokazala su da molekule unutar faze međusobno interkaliraju. Mezogene jedinice tvore slojeve, dok se svaka molekula proteže kroz dva sloja. Mx faza identificirna je kao biaksialna smektička A faza (SmAb), u kojoj je glavna os molekule (n-direktor) okomita na ravninu sloja, a sekundarna os (m-direktor), paralelna sa slojevima.

Tijekom elektro-optičkih istraživanja utvrđeno je da SmAb pokazuje izvanredan elektrooptički odgovor s potencijalnom širokom primjenom. Molekule se organiziraju u pločaste strukture pri čemu glavna os definira debljinu slojeva u smektičkoj fazi. Primjena električnog polja E paralelno sa slojevima dovodi do rotacije ploča, poput žaluzine koja prelazi iz „otvorene“ u „zatvorenu“ konfiguraciju.

S niskim (<4 V) naponom praga i bez reorganizacije smektičkih slojeva, SmAb faza je pokazala 30 puta brži odaziv u električnom polju od tipične nematičke faze. Rezultati ovog rada otvaraju mnoge istraživačke teme, od sinteze novih materijala koji pokazuju biaksijalne mezofaze, istraživanja njihovih elektro-optičkih efekata do izrade novih, tehnološki naprednijih uređaja.

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.