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液晶創(chuàng)建易于讀取的變色傳感器
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/7

變色龍以其變色能力而聞名。根據(jù)他們的體溫或情緒,他們的神經(jīng)系統(tǒng)會引導包含納米晶體的皮膚組織擴張或收縮,從而改變納米晶體反射光的方式并使爬行動物的皮膚變成彩虹。


受此啟發(fā),芝加哥大學普利茲克分子工程學院(PME)的科學家們開發(fā)了一種拉伸和拉伸液晶以產(chǎn)生不同顏色的方法。


通過創(chuàng)建填充有液晶小滴的聚合物薄膜,然后對其進行處理,他們確定了可用于智能涂料,傳感器甚至可穿戴電子設備的變色傳感系統(tǒng)的基礎。


由Liew分子工程家族教授Juan de Pablo領導的這項研究于7月10日發(fā)表在《科學進展》雜志上。


使用薄膜拉伸液體

具有不同分子取向的液晶已經(jīng)成為許多顯示技術的基礎。但是de Pablo和他的團隊對手征性液晶很感興趣,手性液晶有曲折和某種不對稱的“慣性”,例如右慣性或左慣性,使它們具有更有趣的光學行為。


這些晶體也可以形成所謂的“藍相晶體”,其具有液體和晶體的特性,并且在某些情況下可以比液晶本身更好地透射或反射可見光。


研究人員知道,如果拉伸或拉伸,這些晶體有可能被操縱以產(chǎn)生廣泛的光學效果,但他們也知道不可能直接拉伸或拉伸液體。相反,他們將微小的液晶小滴放入聚合物膜中。


帕勃羅說:“通過這種方式,我們可以封裝手性液晶,并以非常特定的高度受控的方式使它們變形! “這使您能夠了解它們具有的屬性以及它們表現(xiàn)出的行為。”


創(chuàng)建溫度和應變傳感器

通過這樣做,研究人員發(fā)現(xiàn)了比以前已知的更多的不同相(晶體的分子構型)。這些階段根據(jù)拉伸或拉伸的方式,甚至在溫度變化時產(chǎn)生不同的顏色。


帕勃羅說:“現(xiàn)在,可能性真的可以想象得到! “想象一下在紡織品中使用這些晶體會根據(jù)溫度而改變顏色,或者在彎曲肘部時改變顏色。”


這樣的系統(tǒng)還可用于例如測量飛機機翼中的應變,或辨別房間或系統(tǒng)內(nèi)溫度的微小變化。


de Pablo說,顏色的變化提供了一種很好的遠程測量東西的方式,而無需任何接觸。


他說:“您只需要看一下設備的顏色,就可以知道材料或設備承受的壓力有多大,并根據(jù)需要采取糾正措施! “例如,如果結構承受太大的壓力,您可能會立即看到顏色變化,然后將其關閉以進行修復;蛘,如果患者或運動員在運動時對特定的身體部位施加過多的壓力,他們可以穿織物進行測量,然后嘗試進行校正。”


他說,盡管研究人員通過應變和溫度來操縱材料,但電壓,磁場和聲場也可能會影響它們,這可能會導致由這些晶體制成的新型電子設備。


帕勃羅說:“現(xiàn)在,我們已經(jīng)掌握了了解這些材料如何表現(xiàn)的基礎科學,我們便可以開始將它們應用于不同的技術!


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