En forskare från fakulteten för rena och tillämpade vetenskaper vid University of Tsukuba utvecklade en metod för att producera elektriskt ledande polymerer som antar en spiralformad konfiguration. Genom att använda en flytande kristall som mall kunde han producera optiskt aktiva polymerer som kan omvandla ljus till en cirkulär polarisation. Detta tillvägagångssätt kan hjälpa till att sänka kostnaderna för smarta skärmar. Resultaten av studien publiceras i Molecular Crystals and Liquid Crystals .

Att gå in i en elektronisk butik nuförtiden kan vara en överväldigande upplevelse om du råkar vandra in i tv-gången. Storlekarna på TV-apparater har utökats avsevärt de senaste åren, samtidigt som priserna har sjunkit. Detta beror främst på antagandet av organiska ljusemitterande enheter (OLED), som är kolbaserade polymerer som kan lysa vid inställbara optiska våglängder.

Dessa konjugerade polymerer, som har alternerande enkel- och dubbelbindningar, är båda elektriskt ledande och har färger som kan kontrolleras genom kemisk dopning med andra molekyler. Deras oxidationstillstånd kan också snabbt ändras med hjälp av en elektrisk spänning, vilket påverkar deras färg. Framtida framsteg kan dock kräva nya material som kan dra nytta av andra typer av optiska egenskaper, såsom cirkulär polarisation.

Nu har en forskare från University of Tsukuba introducerat en teknik för att skapa polymerer låsta i en spiralformad konfiguration, med hjälp av en offermall för flytande kristaller. "Polymerer som både har optisk aktivitet och luminescerande funktion kan avge cirkulärt polariserat ljus", säger författaren professor Hiromasa Goto.

För denna process var flytande kristallmolekylerna ursprungligen i en rak konfiguration. Tillsatsen av monomermolekyler fick de flytande kristallerna att vrida sig till en spiralformad konfiguration. Detta intrycker en "kiralitet" eller handighet till strukturen, vilket gör den orienterad antingen medurs eller moturs. En elektrisk spänning applicerades, vilket utlöste polymerisation av monomererna. Den flytande kristallmallen avlägsnades sedan, vilket lämnade en polymer frusen i en spiralform.

Genom att bryta spegelsymmetrin har polymeren förmågan att omvandla linjärt polariserat ljus till en cirkulär polarisation. Furanringarna i polymeren bidrar inte bara till den elektriska ledningsförmågan, de hjälper också till att stabilisera den spiralformade strukturen.

"Pi-staplingsinteraktionerna mellan ringarna gör att polymeren kan aggregeras till ett högordnat kiralt system", säger professor Goto. Den resulterande polymeren testades med användning av cirkulär dikroismabsorptionsspektroskopi och visade sig ha stark optisk aktivitet vid synliga våglängder. Framtida tillämpningar av denna process kan omfatta billigare och mer energieffektiva elektroniska displayer. + Utforska vidare

Sammansättning av viruspartiklar för att bilda mallar för odling av polymerer med magnetiska egenskaper