Con las técnicas 2D actuales, normalmente se irradia una película de cristal líquido que contiene moléculas de tinte fotorrespuesta añadidas, con luz polarizada uniforme. Esto controla la alineación neta del cristal líquido mediante la interacción del dipolo de tinte y el eje de polarización de la luz. El inconveniente conEstos sistemas son la necesidad de agregar colorantes fuertes, que pueden decolorar o degradar las propiedades ópticas y de estabilidad. Por lo tanto, un método sin colorantes es muy deseado en la industria de la ingeniería.
Actualmente, solo se han explorado dos enfoques para los métodos sin colorantes. El primero es un método de alineación de dos pasos, en el que los materiales de cristal líquido se recubren sobre una capa de fotoalineamiento que contiene colorantes muy finos y luego se alinean o fijan por polimerizaciónSi bien este método ha demostrado ser muy exitoso para lograr cristales y elastómeros líquidos alineados en 2D que responden a los estímulos utilizados en fotónica, recolección de energía solar, microfluídica y dispositivos robóticos blandos, es costoso y requiere mucho tiempo. La creación de una película con microscopioLas matrices de patrones de microalineación requieren un control preciso y dinámico de la dirección polarizada de la luz incidente en cada píxel, por lo que este método no es adecuado para alinear patrones en la nanoescala en áreas grandes.
El segundo enfoque para el desarrollo de un sistema sin colorantes utiliza la topografía de la superficie para superar las limitaciones de la fotoalineación convencional. En este método, los cristales líquidos se alinean sobre una plantilla de topografía de la superficie mediante técnicas de litografía, nanoimpresión o inyección de tinta, entre otros.Si bien este método permite el micropatterning 2D de la alineación molecular, aún requiere un procesamiento de varios pasos, lo que lo hace costoso y requiere mucho tiempo. Debido a la rugosidad de la superficie de las plantillas topográficas, este método resulta difícil en la producción de películas delgadas.
Un grupo de investigación dirigido por Atsushi Shishido en Tokyo Tech ha informado sobre el desarrollo de un nuevo método de escaneo de fotopolimerización de onda que utiliza escaneo espacial y temporal de luz guiada enfocada. A medida que avanza la reacción de polimerización, se dispara un flujo másico en la película,y esto da como resultado la alineación de los cristales líquidos con los patrones de luz incidente. La alineación deseada se logra a través de un solo paso mediante un flujo de masa activado por la luz.
Este nuevo método genera patrones de alineación arbitrarios con un control fino sobre áreas más grandes en una amplia variedad de materiales de cristal líquido sin la necesidad de tintes fuertes o pasos de procesamiento adicionales, algo que los métodos anteriores no pudieron lograr. Este método tiene la ventaja adicional decomplejidad ilimitada en patrones 2D que, en principio, solo estaría restringida por los límites de difracción de la luz.
Este nuevo concepto de escaneo de fotopolimerización de ondas está actualmente limitado a los sistemas de cristal líquido fotopolimerizables con un grosor inferior a decenas de micrómetros. Sin embargo, una investigación adicional puede expandir los sistemas de materiales que podrían usarse como nanorods, nanocarbonos y proteínas. El escaneo de fotopolimerización de ondas puedeLos científicos del Instituto de Tecnología de Tokio ven este método como una vía poderosa para la creación simple de materiales orgánicos altamente funcionales con patrones de alineación molecular arbitrarios y finos en la nanoescala sobre áreas extensas..
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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