Las microcápsulas fotónicas que confinan los cristales líquidos colestéricos se producen con microfluidos, y pueden servir como bloques de construcción para componer cualquier forma de dispositivo fotónico.
Las moléculas de cristal líquido LC forman espontáneamente estructuras helicoidales en presencia de moléculas quirales, y estas estructuras se denominan LC colestérica CLC. Las CLC exhiben colores pronunciados cuando el tono helicoidal es comparable con la longitud de onda de la luz visible.Tal efecto fotónico hace que los CLC sean prometedores para varios dispositivos fotónicos. Sin embargo, la fluidez de los LC limita severamente la facilidad de procesamiento y la estabilidad estructural, restringiendo sus aplicaciones.
Para superar esta limitación, el grupo del Prof. Shin-Hyun Kim del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST ha encapsulado los LC con una membrana elástica. Una gotita de LC está encerrada en otra gotita de precursores de elastómero utilizando una tecnología microfluídicaTal estructura gota a gota, llamada gota de doble emulsión, produce microcápsulas estables a medida que se polimerizan los precursores. Las microcápsulas que contienen LC pueden servir como bloques de construcción que se ensamblan para construir cualquier forma de dispositivos fotónicos. Sin embargo, las moléculas LCen contacto directo con el elastómero pierden su alineación plana, lo que deteriora severamente el rendimiento óptico.
Para alinear las moléculas de LC en el límite, se inserta una capa ultrafina entre el núcleo de LC y la cubierta precursora. Para cumplir con esto, gotas de emulsión triple, compuestas de un núcleo de LC, cubierta interna acuosa y cubierta externa precursora,se producen con un dispositivo microfluídico especialmente diseñado. La cubierta interna acuosa hace que las moléculas LC tengan una alineación plana en el límite, lo que resulta en colores llamativos con alta reflectividad. Además, la delgadez de la capa de alineación proporciona una alta resistencia a la lubricación, preservando la capaintegridad durante la deformación elástica de la membrana externa. Por lo tanto, las microcápsulas pueden mantener la alineación plana de los CLC, incluso durante la deformación de las microcápsulas.
La deformación elástica de las microcápsulas y la orientación molecular adaptativa proporcionan una alta reconfigurabilidad, así como formas flexibles para presentar varias características ópticas. Esta clase de cápsulas de tinta fotónica tiene un gran potencial como nuevos bloques de construcción para la construcción de dispositivos fotónicos. Por ejemplo, las microcápsulaspuede empaquetarse densamente para formar paneles libres de huecos con cualquier forma. Más importante aún, la reorganización espontánea de moléculas CLC guiadas por una capa de alineación en cada microcápsula deformada puede maximizar la intensidad de reflexión de los paneles.
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Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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