“一壓一拉”之間，液晶可以像變色龍一樣輕鬆變色_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2020-07-14 17:07
研究人員用聚合物薄膜封裝液晶，並實現了高度可控的液晶變色。
研究人員找到了拉伸液晶以產生不同顏色的方法。該技術可應用於智能塗層、傳感器和可穿戴設備等。
受體温或情緒影響，變色龍的神經系統會引導含納米晶體的皮膚組織擴張或收縮，從而改變納米晶體發射光線的方式，使它們的皮膚變成“彩虹色”。
受此啓發，美國芝加哥大學普利茲克分子工程學院（PME）的Juan de Pablo教授等製造了一種充滿液晶液滴的聚合物薄膜，並確定了液晶變色傳感系統的基本原理。
該系統可以用於智能塗層、傳感器和可穿戴設備等。相關研究成果發佈於7月10日的《科學進展》雜誌中。
液晶具有獨特的分子取向，已成為許多顯示技術的基礎。
de Pablo團隊對手性液晶非常感興趣。這種晶體具有扭轉和不對稱“手性”，光學行為更加有趣。
手性晶體還可以形成兼具液體和晶體特性的“藍相晶體”，在某些情況下較液晶本身傳輸/反射可見光的性能更加突出。
研究人員認為，如果能夠拉伸液晶，就可能產生更加廣泛的光學效應。然而，直接拉伸液晶不太具有可行性。因此，研究人員將液晶液滴植入了聚合物薄膜中。
de Pablo解釋説：“藉助聚合物薄膜，我們對手性液晶進行了封裝，並能以高度可控的方式使其產生形變。這使研究人員能夠深入瞭解它們可能具有的屬性。”
通過封裝和形變控制，研究人員發現了液晶更多的分子構型（相）。拉伸方式的不同和温度變化，都會影響液晶顏色。
de Pablo説：“在紡織品中加入這類晶體，它就能獲得體温變色或彎曲變色的功能。”這類變色系統也可以用於測定飛機機翼的應變，或者監測系統內的細微温度變化。
de Pablo表示，改變顏色是一種很好的遠程測量方法，它相對來説比較“孤立”。他説：“你只需要看看設備的顏色，就知道材料的應變情況，並根據需要採取對策。例如，如果一個結構受到的壓力過高，你可以根據顏色變化快速覺察到危險，然後進行修復。又或者，如果病人或運動員在運動過程中對身體的某個部位施加了過高的壓力，康復師可以從織物上讀取超負荷信息，然後向他們提出糾正建議。”
目前，儘管研究人員是用應變和温度控制材料的變色性質，但電壓、磁場和聲場也可能對其產生影響。這可能會促成另一些新設備的開發。de Pablo表示下階段，將在不同的技術中進行應用。
編譯：雷鑫宇
審稿：alone
責編：Max
期刊來源：《科學進展》
期刊編號：2375-2548
原文鏈接：
https://phys.org/news/2020-07-liquid-crystals-easy-to-read-color-changing-sensors.html
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