Wetenschap
Een schematisch diagram van meerlagige vloeibaar-kristaldeeltjes ontwikkeld door het gezamenlijke onderzoeksteam van KIST-KAIST. Krediet:Korea Instituut voor Wetenschap en Technologie (KIST)
Een onderzoeksteam in Korea heeft een materiaal ontwikkeld dat mogelijk kleurverschuivende inkt kan vervangen om vervalsing van bankbiljetten te voorkomen. ID-kaarten enzovoort. Een team onder leiding van Dr. Sang-seok Lee van het Functional Composite Material Research Center van het Korea Institute of Science and Technology (KIST) heeft aangekondigd dat het met succes een technologie heeft ontwikkeld om vloeibare kristallen te vervaardigen die uit meerdere lagen bestaan met een dikte die vergelijkbaar is met die van een haarstreng met hydrofiele en hydrofobe eigenschappen. De studie werd geleid door Kim Shin-Hyun, hoogleraar chemische en biomoleculaire engineering aan het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).
Wanneer een speciaal additief, een chirale doteringsstof genaamd, wordt gemengd met het vloeibare kristalmateriaal dat gewoonlijk wordt gebruikt in weergaveapparaten, de vloeibare kristalmoleculen roteren spontaan om een spiraalstructuur te vormen. Dit wordt aangeduid als "cholesterisch vloeibaar kristal, " een fotonisch kristalmateriaal dat kleur kan vertonen zonder toevoeging van pigmenten via een periodieke nanostructuur die selectief licht van bepaalde golflengten reflecteert. Het licht heeft een circulaire polarisatie-eigenschap, draaien in slechts één richting, waarmee het mogelijk is om kleuren te laten verschijnen en verdwijnen door bepaalde polarisatiecondities te veranderen.
Als deze vloeibare kristalstructuur wordt herhaald, het is mogelijk om een materiaal te maken dat twee of meer eigenschappen tegelijk kan vertonen. Vloeibare kristallen met diverse optische kenmerken kunnen worden gebruikt als materiaal om namaak te voorkomen. Echter, om een materiaal te maken dat uit meerdere lagen bestaat, het is nodig om elke laag herhaaldelijk op de vorige te bouwen met behulp van een uitgebreid ontworpen apparaat. De onderzoekers ontwikkelden de technologie voor dit complexe proces.
Vloeibare kristaldeeltjes met meerdere lagen gevormd door een fasescheidingsproces ontwikkeld door het gezamenlijke onderzoeksteam van KIST-KAIST. Krediet:Korea Instituut voor Wetenschap en Technologie (KIST)
Het KIST-KAIST-onderzoeksteam voegde een co-oplosmiddel toe dat oploste in zowel olie als water als een manier om organische alcohol te mengen, een hydrofiel vochtinbrengend middel en het hydrofobe vloeibaar-kristalmateriaal om alle drie de stoffen gelijkmatig met elkaar te mengen. Vervolgens, het mengsel werd geëmulgeerd in water om micro-emulsiedruppels te vormen. Er vonden uitwisselingen plaats tussen het co-oplosmiddel, vochtinbrengende stof en watermoleculen door de oppervlakken van de emulsiedruppels, wat resulteerde in een scheiding van de hydrofobe en hydrofiele lagen.
Afhankelijk van de aanvankelijke mengverhouding van de stoffen, ze verdeelden zich in meerdere lagen, variërend van één tot vijf, en deze lagen konden vrij worden gecontroleerd. Ook, waarbij de fasescheiding continu optreedt binnen elke emulsiedruppel, de concentratie van de chirale doteringsstof in de vloeibare kristallen veranderde, resulterend in meerdere structuurkleuren. Dit is een nieuwe technologie om vloeibare kristallen van meerdere lagen te fabriceren door een eenvoudig proces van emulgeren van het mengsel.
Dr. Lee van KIST zei:"Wat we hebben ontwikkeld, is een eenvoudige methode om meerlagige vloeibare kristallen te maken en we verwachten dat deze als basis zal dienen voor het toevoegen van unieke optische eigenschappen aan materialen, " en voegde toe, "Op basis van deze nieuwe technologie, we zijn van plan diverse functionele deeltjes te ontwikkelen om composietmaterialen te ontwikkelen."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com