Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Profesor Piotr Kaszyński i jego student Bryan Ringstrand z Vanderbilt University stworzyli nową klasę ciekłych kryształów o wyjątkowych właściwościach elektrycznych. Kryształy mogą posłużyć do udoskonalenia wyświetlaczy LCD.

Stworzyliśmy ciekłe kryształy o niezwykłym dipolu, dwukrotnie większym niż mają obecnie istniejące kryształy - poinformował Kaszyński. Ważnym współczynnikiem dla pracy ciekłych kryształów jest minimalne napięcie koniecznym do wymuszenia na nich działania. Im większy dipol, tym mniejsze można przyłożyć napięcie minimalne. Ponadto, przy tym samym napięciu kryształy o większym dipolu przełączają się szybciej.

Kryształy wyglądają bardzo obiecująco, jednak profesor Kaszynski studzi przedwczesną radość. Nasze kryształy [...] muszą przejść testy wytrzymałości, żywotności i tym podobne, zanim zostaną użyte w komercyjnych produktach - mówi uczony.

Odkrycie Kaszyńskiego i Ringstranda ma znaczenie nie tylko komercyjne ale i naukowe. Od 1888 roku uczeni znaleźli już ponad 100 000 związków chemicznych, które mogą występować w formie ciekłych kryształów. Jednak mimo wieloletnich badań wciąż nie wszystko o nich wiadomo. Uczeni nie wiedzą na przykład, jaki wpływ ma dipol kryształu na temperaturę, w której staje się on zwykłym płynem. Dominująca teoria mówi, że im silniejszy dipol tym wyższa temperatura przejścia w stan płynny. Kaszyński i Ringstrand, dzięki sposobowi, w jaki syntetyzowali swoje kryształy, mogli sprawdzić tę teorię. Utworzyli pary ciekłych kryształów o takiej samej geometrii ale różnych dipolach i mierzyli ich temperatury przejścia w zwykły płyn. Odkryli, że większy wpływ na temperaturę mają subtelne różnice w strukturze kryształów niż siła ich dipoli.

Nowe kryształy są wyjątkowe także i pod tym względem, że zawierają amfijony czyli jony obojniacze. Kaszyński samego początku pracy na Vanderbilt University, a więc od 1993 roku, próbował stworzyć amfijonowe ciekłe kryształy. Mógł tego dokonać dopiero teraz, korzystając z odkrytego w 2002 roku przez niemieckich uczonych procesu chemicznego, który to umożliwił.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ciekłe kryształy  i kryształy to są zupełnie różne rzeczy i pisanie ich jako synonimów jest jak najbardziej nie na miejscu. Znacznie lepiej było by pisać po prostu skrótami ciekłe kryształy (CK) lub z angielskiego liquid crystals (LC)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Raczej chodzi o moment dipolowy (wielkość fizyczna), a nie dipol (obiekt fizyczny posaidający moment dipoowy). Im większy moment dipolowy dipola (cząsteczki w tym przypadku), tym łatwiej go obrócić słabym polem elektrycznym.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kolorami na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym można sterować elektrycznie, bez użycia skomplikowanych filtrów barwnych – przekonują chemicy i fizycy Wojskowej Akademii Technicznej. Badany przez nich efekt elektrooptyczny w przyszłości może znaleźć zastosowania w energooszczędnych telewizorach lub inteligentnych oknach.
      Na szybie inteligentnego okna można wyświetlić lagunę albo zmieniać jej barwę tak, aby nie wpuszczała zbyt wiele ciepła i pozwalała oszczędzić na klimatyzowaniu wnętrz... Takie szyby, a także telewizory o jeszcze lepszych barwach, uzyskiwanych w prostszy technologicznie sposób – to dalekie, ale możliwe zastosowania tzw. cholesteryków z ukośną helisą.
      Efekt sterowania ukośną helisą za pomocą pola elektrycznego bada dr inż. Mateusz Mrukiewicz. Naukowiec przywiózł tę wiedzę z Kent State University w Ohio i – jako jedyny specjalista tej dziedziny badań w Polsce – rozwija ją na Wydziale Nowych Technologii i Chemii WAT.
      Ciekłe kryształy mają różne fazy, czyli zmieniają się w zależności od warunków, na przykład temperatury. W telewizorach LCD została zastosowana tzw. faza nematyczna ciekłych kryształów. W tej fazie cząsteczki łatwo mogą zmieniać swoją orientację po przyłożeniu pola elektrycznego.
      Chiralne fazy ciekłokrystaliczne skręcają światło spolaryzowane. Naukowcy znaleźli jednak sposób uzyskiwania cząsteczek skręconych w prostej fazie nematycznej. Są to chiralne nematyki. Ich zastosowanie w tej właśnie prostej fazie mogłoby bardzo obniżyć koszty urządzeń takich jak wyświetlacze.
      Skręcone (chiralne) ciekłe kryształy odbijają światło. Nazywa się to efektem selektywnego odbicia. Przez wiele lat nie można było jednak sterować kolorami, czyli długością fali odbitego światła za pomocą pola elektrycznego. Efekt był niemożliwy do osiągnięcia bez użycia skomplikowanej technologii.
      Jeszcze dziesięć lat temu materiał odbijał tylko światło o danej długości fali – czyli na przykład tylko światło zielone. I, jeżeli chcieliśmy uzyskać światło czerwone, musieliśmy podgrzać ten materiał albo zmodyfikować go chemicznie. Nie mogliśmy tego zrobić w sposób natychmiastowy. Nie było po prostu takich materiałów, w które pozwalałyby uzyskać w bardzo prosty sposób barwy od ultrafioletu aż do podczerwieni – tłumaczy dr inż. Mrukiewicz.
      Około 2010 r. stworzono nową klasę materiałów ciekłokrystalicznych o kształcie wygiętym, przypominającym banany. W mieszaninach tych molekuł uzyskano strukturę sprężyny, zwanej fachowo ukośną helisą. Wcześniej nie dało się tą sprężyną sterować. Dziś naukowcy potrafią ją naciskać i rozciągać. Zmieniając pole elektryczne przykładane do takiego materiału można sterować kolorem odbitego światła. Efekt sterowania ukośną helisą w nowych materiałach odkryto dopiero w 2015 roku w amerykańskim ośrodku, gdzie pracował dr Mrukiewicz.
      Obecnie, w materiałach wytwarzanych w WAT badacze sterują odbiciem światła za pomocą pola elektrycznego, można powiedzieć – za pomocą baterii. Uzyskują w ten sposób bardzo szeroki zakres – od promieniowania UV do podczerwieni. Nowe materiały muszą jak najszybciej „przełączać się” na różne barwy. Naukowcy chcą, żeby efekt był jak najszybszy – po to, żeby można go było zastosować. Na razie ten czas jest zbyt długi i silnie zależy od temperatury – potrzebna jest bardzo wysoka. Pokonanie tej bariery znacznie skróci czas reakcji takiego ośrodka.
      Dr Mrukiewicz zmniejszył temperaturę przejścia fazowego w ciekłym krysztale i tak dobrał skład mieszaniny, żeby można było ten efekt uzyskać w temperaturze pokojowej. Naukowiec prowadzi również badania dotyczące sterowania kolorem za pomocą światła UV oraz ustala, jaki wpływ na odbity kolor ma kierunek wiązki padającego światła.
      Grupa chemiczna tworzy materiały, mieszając różnego rodzaju molekuły prętopodobne i zgięte. Grupa fizyków bada przejścia fazowe i właściwości elektrooptyczne nowych materiałów za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego oraz spektrofotometrów.
      To dopiero początkowy etap badań podstawowych. W dalszej przyszłości w nowej generacji telewizorach LCD kolor mogłyby wytwarzać piksele sterowane elektrycznie, bez obecnie stosowanych skomplikowanych filtrów barwnych. Nowe wyświetlacze ciekłokrystaliczne zużyłyby mniej energii, wyświetlając pełną gamę barw.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Nanjing Tech University opracowali elastyczny wyświetlacz z żelatyny pozyskiwanej z rybich łusek. W gorącej wodzie (60°C) film żelatynowy rozpuszcza się w ciągu paru sekund, a w glebie ulega całkowitemu rozkładowi w ciągu 24 godzin. Rozwiązanie opisane na łamach ACS Nano jest zarówno tanie, jak i ekologiczne. Dotąd do tego celu wykorzystywano tworzywa sztuczne.
      Jak podkreśla Hai-Dong Yu, można by w ten sposób wykorzystać rybie łuski, które zazwyczaj nie są zjadane i trafiają na wysypisko. Podczas eksperymentów z łusek ekstrahowano żelatynę. Jej roztwór wlewano do szalek Petriego.
      Do żelatyny dodawano wykazujący właściwości elektroluminescencyjne siarczek cynku domieszkowany miedzią oraz pełniące funkcje elektrod srebrne nanodruciki.
      Siarczek ten jest wykorzystywany jako luminofor w grubowarstwowych źródłach światła. Takie struktury elektroluminescencyjne są nazywane zmiennoprądowymi lampami EL (ang. alternating current electroluminescent devices, ACEL devices).
      Podczas testów wykazano, że żelatynowe filmy (FG) miały niezbędne cechy, by dało się zastosować w ubieralnych urządzeniach: odpowiednią elastyczność i przepuszczalność. Ważna jest też niska chropowatość powierzchni.
      Przepuszczalność FG dla pasma światła widzialnego wynosiła 91,1%, a to wartość porównywalna do poli(tereftalanu etylenu), PET - 90,4%. W przypadku materiału kompozytowego z nanodrucikami (Ag NWs-FG) sięgała ona 82,3%. ACEL świeciło nawet po 1000-krotnym wygięciu i rozprostowaniu.
      Jesteśmy podekscytowani zwiększeniem szans na rozwój "zielonej" elastycznej elektroniki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ultracienkie elastyczne ekrany dotykowe, które można zwijać jak papier, stały się rzeczywistością. Są one dziełem australijskich naukowców z RMIT University. Nanopłachty są 100-krotnie cieńsze niż materiały obecnie stosowane do produkcji ekranów dotykowych.
      Nowa technologia jest kompatybilna z istniejącymi technikami produkcji, a naukowcy mają nadzieję, że dzięki niezwykłej elastyczności ekrany dotykowe będzie można produkować w rolkach, podobnie jak wytwarza się gazety. O szczegółach badań, w których brali udział również naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, Monash Univeristy oraz ARC Centre of Excellence in Future Low-Energy Electronic Technologies, poinformowano na lamach Nature Electronic.
      Jak zauważa główny autor badań, doktor Torben Daeneke, obecnie większość wyświetlaczy dotykowych w smartfonach wytwarza się z przezroczystego tlenku indowo-cynowego. To dobrze przewodzący, ale bardzo kruchy, materiał. Wzięliśmy ten stary materiał i przetworzyliśmy go od wewnątrz tak, że uzyskaliśmy nową wersję, która jest niezwykle cienka i elastyczna, mówi Daeneke. Teraz można go zginać, skręcać i wytwarzać znacznie taniej i bardziej efektywnie niż materiał, którego obecnie używamy do ekranów dotykowych. Jest też bardziej przezroczysty, zatem przepuszcza więcej światła. To wszystko oznacza, że telefony komórkowe wyposażone w nasz materiał będą zużywały mniej energii, co wydłuży czas pracy na bateriach o około 10%, stwierdza uczony.
      Nowa powłoka powstała dzięki podgrzaniu stopu indu i cyny do temperatury 200 stopni, dzięki czemu stał się płynny. Następnie materiał wylano ultracienką warstwą na płaską powierzchnię, uzyskując powłokę 2D. Powłoka ta ma taki sam skład chemiczny jak standardowe wyświetlacze, jednak inną strukturę krystaliczną, która nadaje jej nowe właściwości mechaniczne i optyczne. Jest w pełni elastyczna i absorbuje jedynie 0,7% światła, podczas gdy standardowy wyświetlacz pochłania nawet 10% światła.
      Przewodnictwem nowej powłoki można manipulować dodając kolejne warstwy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Współczesne wyświetlacze są bardzo wygodnymi urządzeniami zapewniającymi świetny obraz i dającymi dobrą kontrolę nad urządzeniem. Ich najpoważniejszą chyba wadą jest dość spore opóźnienie w reakcji na dotyk użytkownika, średnio wynosi ono 100 ms. Oczywiście nie przeszkadza to zbytnio w niczym, jednak nie daje poczucia pełnej kontroli nad urządzeniem. Dlatego też specjaliści z Microsoft Research postanowili zmniejszyć to opóźnienie, udoskonalając w ten sposób wyświetlacze dotykowe.
      Paul Dietz z Microsoftowej Applied Sciences Group zaprezentował właśnie wyświetlacz, którego opóźnienie wynosi zaledwie 1 ms. Różnica w sposobie pracy z urządzeniem wyposażonym w taki wyświetlacz jest bardzo wyraźna. Rysując coś palcem czy piórkiem na tablecie mamy poczucie, jakby rzeczywiście linie były dziełem naszego palca bądź piórka. W obecnie używanych wyświetlaczach linia podąża za palcem a nie wychodzi spod niego.
      Użytkownicy tabletów czy smartfonów zapewne z radością powitaliby zaprezentowane przez koncern z Redmond urządzenie. Problem jednak w tym, że Microsoft nie produkuje wyświetlaczy, a badania mają cel jedynie akademicki. Nie wiadomo zatem, czy koncern w swoich pracach brał pod uwagę kwestie kosztów produkcji takiego wyświetlacza i czy byłby skłonny np. licencjonować swoją technologię.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Samsung Electronics ogłosił, że wydzieli niedochodowy wydział zajmujący się produkcją wyświetlaczy LCD. Nowa firma, nazwana tymczasowo Samsung Display Co., zostanie powołana 1 kwietnia, a jej kapitał założycielski wyniesie 750 miliardów wonów (ok. 668 milionów USD).
      Samsung chce skupić się na produkcji wyświetlaczy OLED. Obecnie rynek wyświetlaczy przechodzi szybkie zmiany, a panele OLED wkrótce zastąpią monitory LCD. W związku z takimi strukturalnymi zmianami w przemyśle, konieczne są restrukturyzacja firmy i poprawienie naszej konkurencyjności. W związku z tym najpierw wydzielimy wydział produkujący LCD, który stanie się nową firmą, należącą w całości do Samsung Electronics. W przyszłości dla tej nowej firmy przygotujemy różne scenariusze restrukturyzacji, w tym połączenie z Samsung Mobile Display i S-LCD Corporation - czytamy w oświadczeniu Samsung.
      Firma analityczna DisplaySearch uważa, że do roku 2015 światowa sprzedaż paneli LCD zmniejszy się o 8%, a jej globalna wartość wyniesie 92 miliardy dolarów. Do roku 2018 wartość sprzedaży wyświetlaczy OLED ma przekroczyć 20 miliardów dolarów. Będzie to oznaczało, że rynkowe udziały tego typu paneli zwiększą się z obecnych 4 do 16 procent.
      Nie tylko Samsung powoli przygotowuje się do rezygnacji z LCD. W grudniu Sony zgodziło się na wycofanie się ze wspólnej z Samsungiem produkcji LCD. Sharp poinformował, że w w najbliższym czasie zmniejszy o połowę produkcję LCD w jednej ze swoich japońskich fabryk.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...