Исследователи из Университета Цукубы (Япония) разработали метод создания оптически активных полимеров с использованием спирального жидкокристаллического шаблона, который может позволить будущим компьютерным и телевизионным дисплеям работать на основе света с круговой поляризацией. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Ученые с факультета естественных и прикладных наук Университета Цукубы разработал метод производства электропроводящих полимеров, имеющих спиральную конфигурацию. Используя жидкий кристалл в качестве шаблона, они смогли произвести оптически активные полимеры, которые способны преобразовывать свет в круговую поляризацию. Это открытие способно заметно снизить стоимость будущих смарт-дисплеев.
За последние годы размеры телеэкранов значительно расширились, а цены снизились. Это в основном связано с внедрением органических светоизлучающих устройств (OLED), которые представляют собой полимеры на основе углерода, которые могут светиться на перестраиваемых оптических длинах волн.
Цвета при этом можно контролировать путем химического легирования данных полимеров другими молекулами. Их степень окисления также может быть быстро изменена с помощью электрического напряжения, что влияет на насыщенность цвета. Однако для будущего развития могут потребоваться новые материалы, которые могут использовать преимущества других видов оптических свойств, таких как круговая поляризация.
Теперь исследователи из Университета Цукубы под руководством профессора Хиромаса Гото представили новый метод создания полимеров, запертых в спиральную конфигурацию, с использованием расходуемого жидкокристаллического шаблона. Для этого процесса молекулы жидких кристаллов изначально имели прямую конфигурацию. Добавление молекул мономера заставило жидкие кристаллы скручиваться в спираль. Это придает структуре так называемую «хиральность», делая ее ориентированной либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.
Далее прикладывалось электрическое напряжение, которое запускало полимеризацию мономеров. Затем жидкокристаллический шаблон удаляли, оставляя полимер замороженным в спиральной форме. Нарушая зеркальную симметрию, полимер способен преобразовывать линейно поляризованный свет в круговую поляризацию. Фурановые кольца в полимере не только способствуют электропроводности, но и помогают стабилизировать спиральную структуру.
Полученный полимер был протестирован с использованием спектроскопии поглощения с круговым дихроизмом, и было обнаружено, что он обладает сильной оптической активностью в видимом диапазоне длин волн. Будущие технические применения этого процесса позволят создать более дешевые и энергоэффективные электронные дисплеи.