Нанокристаллы для разработки «умных» покрытий, меняющих цвет

Coatings Today
27.08.2020 334

Вдохновившись способностью хамелеонов менять цвет, ученые из Притцкерской школы молекулярной инженерии (PME) Чикагского университета разработали способ растягивать и деформировать жидкие кристаллы для получения различных цветов.

Создание тонкой полимерной пленки, заполненной каплями жидкого кристалла, и последующая работа с ней позволили определить основные принципы меняющей цвет системы, которую можно использовать для умных покрытий, датчиков и даже носимой электроники.

Жидкие кристаллы с особой ориентацией молекул уже применяются во многих технологиях отображения.

Де Пабло, профессор молекулярной инженерии семьи Лью, и его команда исследовали хиральные жидкие кристаллы, в структуре которых имеются закручивания, повороты и определенная асимметрия (наподобие праворукости и леворукости), что придает им более интересные оптические свойства.

Эти кристаллы могут образовывать так называемые “кристаллы в голубой фазе”, которые обладают свойствами как жидкостей, так и кристаллов, и в некоторых случаях могут пропускать или отражать видимый свет лучше, чем сами жидкие кристаллы.

Исследователи знали, что этими кристаллами потенциально можно манипулировать для получения различных оптических эффектов при растяжении или деформации, но они также знали, что растягивать и деформировать жидкость напрямую невозможно.

Поэтому они поместили мельчайшие капли жидких кристаллов в полимерную плёнку.

“Таким образом, мы смогли инкапсулировать хиральные жидкие кристаллы и деформировать их особым образом, тщательно контролируя процесс”, — говорит Де Пабло. “Это позволило понять, какими свойствами они могут обладать и какое поведение демонстрируют”.

Благодаря этому исследователи обнаружили гораздо больше различных фаз (конфигураций молекул кристаллов), чем было известно до сих пор.

Эти фазы дают различные цвета в зависимости от растяжения, деформации и даже изменения температуры.

“Теперь действительно открыт простор для воображения”, — говорит Де Пабло. “Представьте себе, что вы используете эти кристаллы в ткани, которая меняет цвет в зависимости от вашей температуры или движений”.

Такую систему можно использовать, например, для измерения напряжения в крыльях самолета или для выявления мельчайших изменений температуры в помещении или системе.

По словам Де Пабло, изменение цвета позволяет измерить что-то удаленно, без необходимости в каком-либо контакте.

“Вы можете просто посмотреть на цвет устройства и понять, насколько деформирован этот материал или устройство, чтобы при необходимости принять соответствующие меры”, — говорит он.

“Например, если конструкция находится под воздействием высокого напряжения, вы можете сразу увидеть это по изменению цвета и остановить ее эксплуатацию до устранения проблем. Или, если пациент или спортсмен слишком сильно напрягает какую-то часть тела во время движения, он может носить одежду из такой ткани, чтобы попытаться исправить это”.

Хотя ученые исследовали только воздействие на материалы деформации и температуры, в перспективе можно изучать воздействие напряжения, магнитного поля и акустического поля, что позволит изготавливать из этих кристаллов новые виды электронных устройств.

“Теперь, когда у нас есть фундаментальные основы, чтобы понимать, как ведут себя эти материалы, мы можем начать применять их в различных технологиях”, — заключает Де Пабло.

Источник: Чикагский университет

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Покрытия для рулонного проката
Покрытия для рулонного проката
Компания AkzoNobel выпустила новую систему покрытий для рулонного проката TRINAR® A-CLAD для алюминиевых композитных панелей.…
Coatings Today
24.11.2020
498
«Металлическая древесина» обладает прочностью титана и плотностью воды
«Металлическая древесина» обладает прочностью титана и плотностью воды
Микроскопический образец разрабатываемой "металлической древесины". Ее пористая структура отвечает за соотношение прочности и веса и…
Coatings Today
31.03.2019
336
ЕС обеспокоен проектом моста через Хорватию
ЕС обеспокоен проектом моста через Хорватию
После десятилетий обсуждений работа над мостом в Хорватии, который свяжет южный округ страны Дубровник-Неретва с…
Coatings Today
29.10.2018
382
Австралийские исследователи повышают качество дробеструйной очистки
Австралийские исследователи повышают качество дробеструйной очистки
Исследователи из Австралии недавно опубликовали результаты новой работы по теме роботизированных абразивоструйных систем, разработав подход…
Coatings Today
16.07.2018
271
Новая линейка грунтовок для неметаллических подложек
Новая линейка грунтовок для неметаллических подложек
Компания IFS Coatings (Гейнсвилл, штат Техас) представила серию порошковых грунтовок IFS PureClad Primers для неметаллических…
Coatings Today
11.08.2021
182
Себестоимость сырья – важная составляющая производства ЛКМ
Себестоимость сырья – важная составляющая производства ЛКМ
В рамках деловой программы международной специализированной выставки лакокрасочных материалов и покрытий, сырья, оборудования и технологий…
03.03.2022
535
Dürr расширил функционал модуля ИИ для покрасочных цехов
Dürr расширил функционал модуля ИИ для покрасочных цехов
Определить причины дефектов и оптимальный график ТО, оптимизировать производственные процессы – до сего дня искусственный…
Coatings Today
18.10.2021
134
Производство шлемов из углеродного волокна с использованием смолы Elium
Производство шлемов из углеродного волокна с использованием смолы Elium
Армирование углеродным волокном повышает жесткость и прочность внешней оболочки шлема, а также позволяет ему поглощать…
Coatings Today
18.08.2021
336
Графеновая добавка к краске
Графеновая добавка к краске
Добавка на основе графена для защиты стальных конструкций от коррозии может удвоить средний срок службы…
11.04.2023
123