De Vloeibare kristallen, de stand van zaken die mogelijk de vlakke die het schermtechnologie maakt nu algemeen in televisies en computers wordt gebruikt, kunnen sommige nieuwe technologische trucs in opslag hebben.
Het Schrijven vandaag (Mei 3, 2012) in de dagboekAard, een internationaal die team van onderzoekers door Universiteit van Professor Wisconsin-Madison van Chemische en Biologische Engineering Juan J. DE Pablo worden geleid meldt de resultaten van een computerstudie die vloeibare kristallen toont, gemanipuleerd bij de kleinste schaal, kan de molecules onverwacht veroorzaken zij met om zich op manieren in wisselwerking staan zelf-te organiseren die tot volledig nieuwe klassen van materialen met nieuwe eigenschappen konden leiden.
„Vanuit een toegepast perspectief, zodra wij aan zeer kleine schalen krijgen, wordt het ongelooflijk moeilijk om de structuur van materialen te vormen. Maar hier tonen wij het mogelijk is om vloeibare kristallen te gebruiken om nanoscale de morfologie spontaan tot stand te brengen die wij niet bestaan kenden,“ zegt DE Pablo van computersimulaties die vloeibare kristallen selforganizing bij de moleculaire schaal op manieren afbeelden die tot opmerkelijke nieuwe materialen met scores van technologische toepassingen kon leiden.
Zoals hun naam impliceert, stellen de vloeibare kristallen de orde van een stevig kristal maar stroom zoals een vloeistof tentoon. Gebruikt in combinatie met polarisators, optische filters en elektrische velden, liggen ten grondslag de vloeibare kristallen aan de pixel die scherpe beelden op dunne computer of televisievertoningen maken. De Vloeibare kristalvertoningen zijn alleen de industrie van miljoenen dollars. De technologie is ook gebruikt om ultrasensitive thermometers te maken en zelfs ingevoerd in lasers, onder andere toepassingen.
De nieuwe studie modelleerde het gedrag van duizenden staaf-vormige vloeibare die kristalmolecules in nano-gerangschikte vloeibare druppeltjes worden ingepakt. Het toonde aan dat de beperkte molecules zelf zich organiseren aangezien de druppeltjes worden gekoeld. „Bij opgeheven temperaturen, zijn de druppeltjes wanordelijk en de vloeistof is isotroop,“ DE Pablo verklaart. „Aangezien u hen afkoelt, worden zij bevolen en vormen een vloeibare kristalfase. De vloeibare kristalliniteit binnen de druppeltjes, verrassend, beweegt tot water en andere die molecules bij de interface van de druppeltjes, als capillair-actieve stoffen wordt bekend, om zich in opdracht gegeven tot te organiseren nanodomains. Dit is een gedrag dat niet gekend.“ was
Bij gebrek aan een vloeibaar kristal, keuren de molecules bij de interface van het druppeltje een homogene distributie goed. In aanwezigheid van een vloeibaar kristal, echter, vormen zij een bevolen nanostructure. „U hebt twee dingen die gaan op tezelfdertijd: beperking van de vloeibare kristallen en een interactie van hun structuur met de interface van het druppeltje,“ nota's DE Pablo. „Aangezien u lager de temperatuur het vloeibare kristalbegin om georganiseerd te worden en afdrukken die in de capillair-actieve stof zelf opdracht geven tot, die het veroorzaakt aan zelf.“ assembleert
Het was goed - geweten dat de interfaces de orde of de morfologie van vloeibare kristallen beïnvloeden. De nieuwe studie toont eveneens waar het tegengestelde om te zijn.
„Nu kunt u aan het vormen van deze bevolen nanophases denken, controlerend hen door druppeltjegrootte of capillair-actieve stofconcentratie, en zegt dan het verfraaien van hen om structuren op te bouwen en nieuwe klassen van materialen tot stand te brengen,“ DE Pablo.
Als voorbeeld die, stelde DE Pablo voor dat de capillair-actieve stoffen aan de molecules van DNA worden gekoppeld aan de oppervlakte van een vloeibare kristaldruppeltjes zouden kunnen worden toegevoegd, die dan door de kruising van DNA konden assembleren. Dergelijke nanoscaletechniek, neemt van hij nota, kon de basis voor vloeibare kristal gebaseerde opsporing van toxine, biologische molecules, of virussen ook vormen. Een virus of een proteïne die aan het druppeltje binden zou de manier de capillair-actieve stoffen veranderen en de vloeibare kristallen binnen het druppeltje worden georganiseerd, teweegbrengend een optisch signaal. Zulk een technologie zou belangrijk gebruik in biosecurity, gezondheidszorg en biologieonderzoekmontages hebben.
De nieuwe studie werd gesteund door het Ministerie van de V.S. van Energie (DOE) door het Bureau van de BasisWetenschappen van de Energie, en de Stichting van de Wetenschap van de V.S. Nationale. Naast DE Pablo, omvatten de auteurs van het nieuwe rapport vroegere post-doctorale kameraden J.A. Moreno-Razo en E.J. Sambriski, nu bij de Autonome Metropolitaanse Universiteit van de Universiteit van de Vallei van Mexico en van Delaware, respectievelijk; Nicholas L. Abbott, van UW-Madison; en J.P. Hernandez-Ortiz van de Nationale Universiteit van Colombia.