Złote nanodomieszki

Opublikowano: 16.01.2023 09:13

Ciekłe kryształy z fazą błękitną (Blue Phase Liquid Crystals, BPLCs) to obiecujące materiały, które mogą mieć ogromne znaczenie np. przy budowie wyświetlaczy ciekłokrystalicznych o ulepszonych parametrach elektrooptycznych czy w zaawansowanych urządzeniach fotonicznych. W artykule opublikowanym w czasopiśmie ACS Nano zespół dr. inż. Kamila Orzechowskiego opisał badania nad nanocząstkami złota w roli nanodomieszek, które mogą wpływać na zmianę właściwości optycznych i zwiększenie stabilności termicznej ciekłych kryształów w fazie błękitnej.

Komórka elementarna chiralnego ciekłego kryształu w fazie błękitnej: BPI odpowiadająca strukturze BCC, ang. Body Centered Cubic (po lewej stronie) i BPII odpowiadająca strukturze SC, ang. Simple Cubic (po prawej stronie)

Dotychczasowe badania nad materiałami ciekłokrystalicznymi z fazą błękitną opierały się głównie na zwiększeniu stabilności termicznej m.in. poprzez polimerową stabilizację ciekłego kryształu lub dodanie nanodomieszek, np. półprzewodnikowych czy magnetycznych nanocząstek, grafenu, nanorurek węglowych, itp.

W swojej pracy autorzy opisali badanie sprawdzające, czy domieszkowanie ciekłego kryształu nanocząstkami złota zawierającymi na powierzchni materiały funkcyjne, tzw. ligandy, umożliwia jednoczesne zwiększenie stabilności termicznej oraz zmianę selektywnego odbicia światła w fazie błękitnej. Przeprowadzone analizy teoretyczne w dotychczasowej literaturze pokazały, że istnieje możliwość zmiany selektywnego odbicia światła w kierunku czerwieni poprzez dodanie odpowiednio dużych koloidalnych nanocząstek o średnicy większej niż 100 nm. Autorzy artykułu wykazali eksperymentalnie, że domieszkowanie nawet małymi nanocząstkami złota o średnicy 2,4 nm może prowadzić do zmiany odbicia światła typu Bragga w kierunku fioletu (przesunięcie długości fali Bragga w kierunku fal krótszych). Zmiana ta jest jednocześnie związana ze zwiększeniem skrętności chiralności w ciekłym krysztale w fazie błękitnej i tym samym zmniejszeniem stałej sieci komórki elementarnej faz BP.

Więcej można przeczytać w artykule Achiral Nanoparticle-Enhanced Chiral Twist and Thermal Stability of Blue Phase Liquid Crystals (ACS Nano, IF=18.027) dostępnym na stronie pubs.acs.org.

Publikacja powstała dzięki projektowi FOTECH-2 „Samoorganizujące się struktury fotoniczne o zwiększonej efektywności przestrajania i stabilności temperaturowej na bazie chiralnych ciekłych kryształów w fazie błękitnej domieszkowanych nanocząstkami złota i monomerami” (kierownik projektu: dr inż. Kamil Orzechowski z Zakładu Optyki i Fotoniki) przy współpracy zespołów:

dr. hab. Wiktora Lewandowskiego z Wydziału Chemii UW
dr inż. Olgi Strzeżysz z Instytutu Chemii WAT
dr Evy Otón z Instytutu Fizyki Technicznej WAT
dr. Chun-Ta Wanga z National Sun Yat-sen University Department of Photonics (Tajwan)

Źródło: fizyka.pw.edu.pl