Ученые из Притцкерской школы молекулярной инженерии в Чикагском университете (США) разработали тонкую полимерную пленку, заполненную каплями жидкого кристалла, которая меняет цвет, если ее растягивать или менять температуру.
Ученые из Притцкерской школы молекулярной инженерии в
Чикагском университете (США) разработали тонкую полимерную
пленку, заполненную каплями жидкого кристалла, которая меняет
цвет, если ее растягивать или менять температуру. В будущем
пленку можно будет использовать для «умных» покрытий,
датчиков и даже носимой электроники, сообщает
пресс-служба вуза. Описание разработки появилось в журнале
Science Advances.
Создавая жидкокристаллический полимер, меняющий цвет,
исследователи ориентировались на способность хамелеона менять
цвет. В зависимости от температуры тела или настроения их нервная
система заставляет ткани кожи, содержащие нанокристаллы,
расширяться или сжиматься. Так нанокристаллы начинают по-другому
отражать свет – и кожа рептилии превращается в радугу цветов.
Команда использовала хиральные жидкие кристаллы, у которых есть
две зеркальные формы (как правая и левая рука). В их структуре
есть закручивания, повороты и определенная асимметрия, которые
придают этим кристаллам более интересные оптические
характеристики.
Эти кристаллы могут также образовывать так называемые «кристаллы
синей фазы», которые обладают свойствами как жидкостей, так и
кристаллов и в некоторых случаях могут пропускать или отражать
видимый свет лучше, чем сами жидкие кристаллы.
Такие кристаллы можно растягивать и деформировать, чтобы получить
широкий спектр цветов. Но растягивать или деформировать жидкость
напрямую невозможно. Поэтому авторы работы поместили крошечные
капли жидкого кристалла в полимерную пленку. Так они обнаружили
гораздо больше различных фаз – молекулярных конфигураций
кристаллов, – чем было известно ранее. Эти фазы дают разные цвета
в зависимости от того, как пленка с кристаллами растягивается или
деформируется, или когда ее нагревают или охлаждают.
Такую систему можно использовать, например, для измерения
напряжения в крыльях самолета или для распознавания
незначительных изменений температуры в помещении. Также можно
создать ткань с жидкими кристаллами, которая меняет цвет в
зависимости от нашей температуры или если мы согнем локоть.
Еще одно применение: сенсорной жидкокристаллической пленкой можно
покрыть, например, смартфон. Если устройство деформировалось мы
сможем увидеть место повреждения по измененному цвету пленки. Или
если оно перегрелось – цвет просигнализирует.
[Фото: Oleg Lavrentovich, Liquid Crystal Institute, Kent
State University / Pritzker School of Molecular
Engineering at the University of Chicago]
Источник: pme.uchicago.edu
Источник: scientificrussia.ru
