| cyqdesign | 2018-02-07 17:08 |
具有新的光学和电学特性的液晶纳米环[attachment=81955] 纳米孔阵列中碟状环的量子化自组装图。（图片来源：汉堡哈尔堡技术大学的A. Zantop，M. Mazza，K. Sentker，P. Huber，Max-Planck） 科学家们已经研究了一种特殊形式的液晶，这种液晶是由称为碟状液晶的碟状分子组成的。在这些材料中，碟状分子可以自己形成高的导电柱，高导电柱由碟状分子像硬币一样堆叠起来所形成。研究人员在硅酸盐玻璃的纳米孔中填充碟状液晶。圆柱形孔的直径仅为17纳米（百万分之一毫米），深度为0.36毫米。 在上述硅酸盐玻璃的纳米孔中，液晶被加热到大约100摄氏度，然后缓慢冷却。最初紊乱的碟盘分子形成了像圆形弯曲柱一样排列的同心环。从孔的边缘开始，一个接一个地依次逐渐形成，随着温度逐渐降低，直到大约70摄氏度，孔的整个横截面被同心环填充。重新加热后，环再次逐渐消失。 这种在密闭液晶中的分子结构的变化可以用X射线衍射方法作为高精度的温度监测，合作者和德国电子同步加速器研究所（DESY）的科学家Milena Lippmann说到，他在PETRA III项目中准备并参与了高分辨率衍射光束线P08的实验。 哥廷根马克斯·普朗克动力与自组织研究所的Marco Mazza说，“对称与限制的结合引起了意想不到的新相变”，该研究过程用计算机模拟进行建模的。为此，MPI科学家Arne Zantop设计了一种理论和数值模型，用于证实实验结果并帮助解释这些纳米封闭液晶的实验结果。 在特征温度下，单个的环会逐步形成。TUHH的主要作者Kathrin Sentker强调说：“这使得我们可以通过温度的微小变化来打开和关闭各个纳米环。 通过激光光学实验中令人惊讶的阶跃信号变化，她已经注意到这一现象。尽管这种量子化的变化通常只发生在非常低的温度下，但液晶系统显示出这种量子行为已经远高于室温。 由于盘状液晶的光电特性随着分子柱的形成而变化，因此纳米孔密封变体是设计新型光学超材料的有前景的候选材料，其性质可通过温度逐步控制。德国联邦材料研究与测试研究所BAM的合作者AndreasSchönhals解释说，所研究的纳米结构也可能导致在有机半导体领域的新应用，例如温度可切换的纳米线。该研究和测试的德国联邦材料研究与测试机构对这些系统的热电特性感兴趣。 首席研究员Huber解释说：“这一现象构成了一个很好的例子，说明多功能软物质如何适应极端的空间限制，以及这将如何导致物理学的新见解，以及功能纳米材料自组织的新设计和控制原理。 来自柏林Helmholtz-Zentrum（HZB）和波兰的Czestochowa技术大学的科学家也参与了这项研究。 Sentker和Huber是合作研究计划SFB 986“多尺度材料系统”的成员，该系统致力于设计具有量身定制的机械，电子和光子特性的材料。它汇集了汉堡大都市区的材料研究能力，并由德国中央自治研究基金组织德意志研究联合会（DFG）资助。  原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49329.php
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