Вчений з факультету чистих та прикладних наук Університету Цукуби розробив метод отримання електропровідних полімерів, що мають спіральну конфігурацію. Використовуючи рідкий кристал як шаблон, він зміг зробити оптично активні полімери, які можуть перетворювати світло на кругову поляризацію («Молекулярні кристали та рідкі кристали», «Оптична активність самопосилення індукції реакційного поля під час полімеризації в рідких кристалах»). Такий підхід допоможе знизити вартість смарт-дисплеїв.
Дослідник з Університету Цукуби розробляє метод створення оптично активних полімерів з використанням спірального рідкокристалічного шаблону, який може дозволити майбутнім комп’ютерним та телевізійним дисплеям працювати на основі світла з круговою поляризацією.
У наші дні похід в магазин електроніки може бути приголомшливим, якщо вам доведеться забрести в прохід з телевізором. Розміри телевізорів останніми роками значно розширилися, а ціни знизилися. Це в основному пов’язано з впровадженням органічних світловипромінюючих пристроїв (OLED), які являють собою полімери на основі вуглецю, які можуть світитися на оптичних довжинах хвиль, що перебудовуються.
Ці пов’язані полімери, які мають одинарні та подвійні зв’язки, що чергуються, є електропровідними та мають кольори, які можна контролювати шляхом хімічного легування іншими молекулами. Їх ступінь окислення також може бути швидко змінена за допомогою електричної напруги, що впливає на їхнє фарбування.
Однак для майбутнього розвитку можуть бути потрібні нові матеріали, які можуть використовувати переваги інших видів оптичних властивостей, таких як кругова поляризація. Тепер дослідник з Університету Цукуби представив метод створення полімерів, замкнених у спіральну конфігурацію, з використанням рідкокристалічного шаблону.
“Полімери, що мають як оптичну активність, так і люмінесцентну функцію, можуть випромінювати світло з круговою поляризацією”, – говорить професор Хіромаса Гото.
І тому процесу молекули рідких кристалів спочатку мали пряму конфігурацію. Додавання молекул мономера змусило рідкі кристали скручуватися в спіральну конфігурацію. Це надає структурі «хіральність» або рукоятку, роблячи її орієнтованою або за годинниковою стрілкою або проти годинникової стрілки. Прикладалася електрична напруга, яка запускала полімеризацію мономерів. Потім рідкокристалічний шаблон видаляли, залишаючи полімер замороженим у спіральній формі. Порушуючи дзеркальну симетрію, полімер здатний перетворювати лінійно поляризоване світло на кругову поляризацію. Фуранові кільця в полімері не тільки сприяють електропровідності, а й допомагають стабілізувати спіральну структуру.
“Взаємодії пі-стекінгу між кільцями дозволяють полімеру об’єднуватися у високоупорядковану хіральну систему”, – каже професор Гото.
Отриманий полімер був протестований з використанням спектроскопії поглинання з круговим дихроїзмом, і було виявлено, що він має сильну оптичну активність у видимому діапазоні довжин хвиль. Майбутні програми цього процесу можуть включати більш дешеві та енергоефективні електронні дисплеї. Джерело