Новосибирск. 3 февраля. ИНТЕРФАКС - Ученые Красноярского научного центра СО РАН (КНЦ СО РАН) и Университета Тель-Авив (Израиль) нашли способ улучшить свойства "умного стекла" и разобрались, что происходит внутри него в тот момент, когда оно при подаче напряжения становится прозрачным, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири" со ссылкой на пресс-службу КНЦ СО РАН.
"Ключ к этому эффекту - поведение капель жидкого кристалла, которые под действием электричества буквально перестраиваются внутри полимерной пленки. Исследователи не просто измерили эффект, а связали его с конкретной структурой внутри капель и показали, как ею можно управлять", - говорится в сообщении.
Результаты исследования опубликованы в журнале Molecules.
Отмечается, что в каплях жидких кристаллов формируется устойчивая скрученная внутренняя ориентационная структура, которая может существовать в двух состояниях. При подаче небольшого напряжения эта структура трансформируется. В результате рассеяние света исчезает, и пленка из мутной становится прозрачной.
Оптические свойства определяются перестройкой внутренней структуры микроскопических капель жидкого кристалла и могут настраиваться через один физический параметр - это означает, что для управления контрастностью, скоростью переключения и энергопотреблением больше не требуется усложнять материал дополнительными модификациями и добавками.
Кроме того, специалисты обнаружили, что оптические свойства материала можно гибко настраивать, изменяя внутреннюю структуру микроскопических капель жидкого кристалла, в частности, меняя степень его скрученности. Если задать особые наклонные граничные условия на поверхности капель и изменить степень скрученности структуры, можно улучшить оптические характеристики материала и скорость переключения для двух состояний.
Диспергированные полимером жидкие кристаллы представляют собой пленки, внутри которых находятся микрокапли жидкого кристалла. В обычном состоянии такие пленки рассеивают свет и выглядят матовыми, но при подаче электрического напряжения становятся прозрачными. Эти материалы используются в умных окнах, дисплеях и оптических устройствах, которые могут менять прозрачность под действием электрического сигнала.
Пленки хорошо пропускают свет во включенном состоянии и имеют высокий контраст. Однако для работы современных образцов требуется подать довольно высокое рабочее напряжение, в 10 раз мощнее, чем для зарядки смартфона, что ограничивает применение пленок, приводит к высокому энергопотреблению и требует больших и дорогих блоков питания. Ученые ищут способы сделать эти материалы более пригодными для практического использования: снизить рабочее напряжение, ускорить переключение, повысить контраст и максимальную прозрачность.
Специалисты считают, что обнаружение зависимости между одним параметром, а именно концентрацию "закручивающей" добавки в жидком кристалле и итоговыми свойствами материала открывает возможности более точного и целенаправленного дизайна "умных стекол" из диспергированных полимером жидких кристаллов.
Самое важное и интересное — "Интерфакс-Россия" в МАХ