پیشرفت در کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر

پیشرفت در کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر به دلیل خواص الکتریکی منحصر به فرد خود که تغییرات را کنترل می کند، مورد توجه قرار گرفته است. کریستال های مایع یکی از فازهای ماده هستند که خواصی بین مایعات معمولی و بلورهای جامد دارند. این پلیمرها چهار دهه پیش به عنوان مواد رسانای الکتریکی شناخته شدند و از آن زمان به عنوان یک موضوع علمی بحث برانگیز باقی مانده اند. در این مقاله قصد داریم کاربرد و ویژگی های این مواد را معرفی کنیم.

پیشرفت در کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر

لایه های کامپوزیت PDLC از قطرات کریستال مایع میکرومتری یا نانومتری تشکیل شده و در یک ماتریس پلیمری تعبیه شده اند. به طور معمول، یک پراکندگی سفید شیری در این لایه ها به دلیل چرخش تصادفی قطرات کریستال مایع در ماتریس پلیمری مشاهده می شود.
هنگامی که یک میدان الکتریکی با قدرت کافی اعمال می شود، فیلم شفاف می شود و این پدیده را می توان به همراستایی قطرات کریستال مایع در جهت میدان الکتریکی نسبت داد. با کاربرد PDLC در تکنولوژی نمایش در چند دهه اخیر، تحقیقات روی این مواد به سرعت توسعه یافته و فراتر از نمایشگرهای هوشمند مانند فیلم ناپیوسته، فیلم غیرقابل نفوذ، فیلم های حاوی نقاط کوانتومی و ترانزیستورهای موثر گسترش یافته اند.
در واقع برخی مشکلات مانند ولتاژ عملی بالا، نسبت کنتراست پایین و خواص مکانیکی ضعیف مانع از کاربرد عملی آنها می شود. بهینه سازی ساختار مولکولی مونومرها و کریستال مایع، تعدیل کریستال مایع ناپیوسته پلیمر و غلظت نانوذرات و رنگ ها برای غلبه بر برخی موانع اندازه گیری انجام شد.

برای مشاهده محصولات بیشتر  ماننده گرانول ها ، افزودنی ها و کامپاند ها میتوانید به صفحه شمس جاوید سری بزنید.

معرفی کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر

یک کریستال مایع می تواند مانند یک مایع جریان داشته باشد، اما مولکول های آن می توانند به شیوه ای کریستال مانند جهت گیری شوند. اگرچه مایعات معمولاً همسانگرد یا ایزوتوپ هستند، اما حدود 200 ماده در دمای بالاتر از نقطه ذوب خود در حالت مایع دارای خواص ناهمسانگرد هستند که به این مواد کریستال مایع می گویند. از آنجایی که کلمه کریستال به شبکه های فضایی اطلاق می شود، تشکیل شبکه های کریستالی در مایعات غیرممکن است. در این مواد جهت گیری مولکولی خاص تحت شرایط خاصی رخ می دهد، بنابراین بهتر است آنها را مایعات ناهمسانگرد بنامیم.
پلیمرهای کریستال مایع، پلیمرهایی هستند که دارای خواص کریستال مایع و حاوی حلقه‌های معطر مانند مزوژن‌ها هستند. برخلاف مواد پلیمری با اتصال عرضی بین زنجیره‌ها، مانند مایعات رسانای حرارتی و بلورهای مایع خطی، آنها همچنین می‌توانند خواص کریستالی از خود نشان دهند. هر دو LCP دارای پیوند متقابل هستند، اما چگالی پیوند متقابل آنها متفاوت است و در حال حاضر به طور گسترده ای در بازار صفحه نمایش استفاده می شود.

کاربرد کامپوزیت کریستال

کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر کاربرد فراوانی دارند که در این جا به برخی از آن ها اشاره می کنیم:

• تغییر خواص نوری کریستال مایع در جهات مختلف باعث زیبا سازی استفاده از آن می شود، برای مثال استفاده از ال سی در رنگ آمیزی خودرو، باعث می شود که رنگ خودرو در حین حرکت تغییر کند.
• سیستم های پردازش داده های نوری مانند بهبود لبه تصویر، عملیات منطقی، تاب برداشتن و فیلتر نوری
• افزودن LC به پلیمرهای رایج برای به دست آوردن ترکیبات مقاوم
• استفاده از پیاده سازی ساده LC برای سفارشی سازی و ایجاد محصولات مختلف
• استفاده از ال سی برای نمایش
• لنز قابل تنظیم
• فیلتر رنگ

ویژگی های کامپوزیت کریستال

کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر به نور واکنش متفاوتی می دهند و بسته به ساختار مولکولی، یک کریستال معمولی می‌تواند نور را در جهات مختلف منعکس کند یا آن را به چندین بخش بشکند. یک کریستال مایع همین کار را روی یک پرتو انجام می دهد، اما تفاوت آن در این است که پایدار نیست. ساختارهای مولکولی (جامد یا مایع) ناپایدار و بی حرکت هستند. دما همه چیز را فرو می ریزد و مولکول ها دوباره از حالت خارج می شوند.

عوامل زیادی مانند گرانش، تغییرات دما، تغییرات فشار و جریان های الکتریکی می توانند باعث چنین تغییراتی شوند. هزاران حالت را می توان در کریستال های مایع با ترکیب یک یا چند مورد از این متغیرها ایجاد کرد.

مولکول‌های موجود در کریستال مایع این خاصیت را دارند که بر جهت‌گیری مولکول‌های اطراف خود تأثیر بگذارند. از سوی دیگر، در حضور میدان الکتریکی، مولکول های پلیمری بلند تمایل دارند با میدان همسو شوند. این برهمکنش با میدان الکتریکی منجر به تغییر در خواص نوری ماده و در نتیجه تغییر جهت قطبش نور و ایجاد حالت شفاف یا مات می شود. به این ترتیب می توان از این ماده به عنوان سوئیچ نوری استفاده کرد.

طبقه بندی کامپوزیت کریستال

LCP ها یا کریستال مایع پلیمری بر اساس محل قرارگیری هسته های کریستال مایع طبقه بندی می شوند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم:

• زنجیره اصلی LCP

LCPهای زنجیره اصلی چوب مانند در امتداد ستون فقرات پلیمری مزوژن هستند که به طور غیر مستقیم دمای ذوب این نوع LCPها را افزایش می دهد.

• زنجیره جانبی LCP

در LCP های زنجیره جانبی، مزوژن ها در زنجیره های جانبی پلیمر قرار دارند. مزوژن ها معمولاً از طریق اسپیسرهای انعطاف پذیر به ستون فقرات پلیمری متصل می شوند.

سخن آخر

پلیمر کریستال مایع زنجیره اصلی (MCLCB)، همانطور که از نام آن پیداست، دارای یک هسته کریستال مایع زنجیره اصلی است. در مقابل، پلیمرهای کریستال مایع زنجیره جانبی (SCLCP) دارای زنجیره های جانبی آویز با هسته کریستالی مایع هستند. امروزه بحث در مورد پیشرفت در کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر مورد توجه قرار گرفته است.

سوالات متداول در مورد کامپوزیت کریستال مایع ناپیوسته پلیمر

1. روش تولید پلیمر کریستال مایع به چه عواملی بستگی دارد؟
   عوامی مانند زیرلایه و مواد فاز دوم، هندسه و شکل اجزا، دمای کارکرد، روش کاربرد و غیره در روش تولید پلیمر کریستال مایع موثر هستند.
2. پلیمر کریستال مایع چه مزایایی دارند؟
   شفاف بودن، بهترین استحکام در جهت الیاف، انعطاف پذیری و ارزان بودن این مواد از مهم ترین مزایای آن ها به شمار می روند.
3. آیا پلیمرهای کریستال مایع دارای نقاط ضعف هستند؟
   نقاط ضعف این مواد شامل مواردی همچون دمای عملیاتی پایین، حساسیت به نور و تخریب محیط زیست است.