Een wetenschapper van de Faculteit der Zuivere en Toegepaste Wetenschappen van de Universiteit van Tsukuba ontwikkelde een methode om elektrisch geleidende polymeren te produceren die een spiraalvormige configuratie aannemen. Door een vloeibaar kristal als sjabloon te gebruiken, kon hij optisch actieve polymeren produceren die licht kunnen omzetten in een circulaire polarisatie. Deze aanpak kan helpen de kosten van slimme beeldschermen te verlagen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Molecular Crystals and Liquid Crystals .

Tegenwoordig kan het een overweldigende ervaring zijn om een ​​elektronische winkel binnen te lopen als je toevallig door het televisiepad loopt. De afmetingen van tv's zijn de afgelopen jaren flink uitgebreid, terwijl de prijzen zijn gedaald. Dit komt voornamelijk door de toepassing van organische lichtemitterende apparaten (OLED's), op koolstof gebaseerde polymeren die kunnen gloeien op instelbare optische golflengten.

Deze geconjugeerde polymeren, die afwisselend enkele en dubbele bindingen hebben, zijn beide elektrisch geleidend en hebben kleuren die kunnen worden gecontroleerd door chemische dotering met andere moleculen. Hun oxidatietoestand kan ook snel worden omgeschakeld met behulp van een elektrische spanning, die hun kleuring beïnvloedt. Toekomstige vooruitgang kan echter nieuwe materialen vereisen die kunnen profiteren van andere soorten optische eigenschappen, zoals circulaire polarisatie.

Nu heeft een onderzoeker van de Universiteit van Tsukuba een techniek geïntroduceerd voor het maken van polymeren die in een spiraalvormige configuratie zijn opgesloten, met behulp van een opofferingssjabloon voor vloeibare kristallen. "Polymeren die zowel optische activiteit als luminescentiefunctie hebben, kunnen circulair gepolariseerd licht uitstralen", zegt auteur professor Hiromasa Goto.

Voor dit proces waren de vloeibaar-kristalmoleculen oorspronkelijk in een rechte configuratie. De toevoeging van monomeermoleculen zorgde ervoor dat de vloeibare kristallen in een spiraalvormige configuratie verdraaiden. Dit drukt een "chiraliteit" of handigheid in op de structuur, waardoor deze met de klok mee of tegen de klok in wordt georiënteerd. Er werd een elektrische spanning aangelegd, die de polymerisatie van de monomeren op gang bracht. De vloeibaar-kristalmatrijs werd vervolgens verwijderd, waardoor een polymeer in een spiraalvorm bevroren achterbleef.

Door de spiegelsymmetrie te doorbreken, heeft het polymeer het vermogen om lineair gepolariseerd licht om te zetten in een circulaire polarisatie. De furaanringen in het polymeer dragen niet alleen bij aan de elektrische geleidbaarheid, ze helpen ook de helixstructuur te stabiliseren.

"Door de pi-stapelingsinteracties tussen de ringen kan het polymeer aggregeren tot een zeer geordend chiraal systeem", zegt professor Goto. Het resulterende polymeer werd getest met circulair dichroïsme-absorptiespectroscopie en bleek een sterke optische activiteit te hebben bij zichtbare golflengten. Toekomstige toepassingen van dit proces kunnen goedkopere en energiezuinigere elektronische displays zijn. + Verder verkennen

Het assembleren van virusdeeltjes om sjablonen te vormen voor het kweken van polymeren met magnetische eigenschappen