04年2020月XNUMX日（Nanowerkスポットライト）液晶は通常、液晶ディスプレイ（LCD）に関連付けられています。 LCDテクノロジーは、デジタル計算機、時計、携帯電話、コンピューターモニター、およびフラットスクリーンテレビに広く普及しています。 今日、私たちはLCDと有機発光ダイオード（OLED）ディスプレイなどの代替ディスプレイ技術との間の競争が激化するのを目の当たりにしています。 この継続的な競争により、改善されたLCDテクノロジー（仮想現実および拡張現実用のシリコンディスプレイ上の高解像度液晶を考えてください）が開発され、生物医学用フィルターなどの調整可能な液晶コンポーネントを通じて非ディスプレイアプリケーションの急速な成長が促進されます。イメージングおよび眼科矯正レンズ。 液晶のディスプレイと非ディスプレイの両方のアプリケーションは、高度な液晶材料に依存しています。 ナノ材料を液晶に分散させることで、新しい機能を備えた液晶材料を製造することができ、その結果、ナノドープ剤と液晶が混合されます。 これらの小説、 ナノテクノロジーベースの材料は非常にしばしば異常な特性を示します。 そのため、液晶中のナノ材料は現代の液晶研究のホットトピックであり、世界中の多くの研究チームがこの分野の基礎研究を行っています。 「液晶の性質に対するナノマテリアルの影響を理解することは最も重要です。なぜなら、基礎科学を理解しなければ、それを利用することができないからです。」 ユーリー・ガルボフスキー、セントラルコネチカット州立大学の物理学および工学物理学科の助教授は、Nanowerkに語ります。 彼の研究では、Garbovskiyは、液晶中のナノ材料の隠された、見過ごされている特性を明らかにしようとしています。 以前に彼の作品のいくつかをカバーしました Nanowerkスポットライト その方法を議論する ナノ材料のイオン生成特性は、それらのイオン汚染から生じる可能性があります。 液晶の性能において非常に重要な要因となる可能性のあるナノ材料のイオン汚染は、非常に異常で予測不可能に見えるかもしれません。 同時に、この汚染の結果は予測可能であり、研究することができます。 長期的には、ナノ材料のイオン生成特性に関与するメカニズムとプロセスを理解することで、ナノ材料をドープした液晶のディスプレイと非ディスプレイの両方のアプリケーションを幅広く実現できるようになります。 Garbovskiyの最近の論文、 ナノマテリアル (「液晶における電解質とイオン生成ナノ材料の間のアナロジーについて」）、液晶中のナノ材料の電気的挙動に焦点を当てています。 より具体的には、彼はのイオン生成特性を検討します ナノ粒子 液晶中。
電解質（実線の曲線）およびイオン生成ナノ材料（破線の曲線）によって液晶で生成されたイオンのモル/重量濃度の関数としての定常状態濃度。 （出典：https：//doi.org/10.3390/nano10030403; Creative Commons Attribution Licenseの下で配布）この論文では、Garbovskiyは、単純な定量的モデルとして、イオン生成ナノ材料と液晶中の電解質との類似性を確立しています。 同時に、液晶中のイオン生成ナノ材料の複雑な電気的挙動を予測することができます。 このイオンの生成は、電解質によるイオンの生成に匹敵するか、それよりも強力で、非常に効率的です。 「一見すると、ナノマテリアルのこの種の振る舞いは異常で直感に反しているように見えるかもしれません」とGarbovskiy氏は指摘します。 「しかし、液晶中のナノ材料のイオン生成挙動の存在を明確に示すいくつかの実験報告があります。」 その意味は非常に興味深いものです。 ナノ材料をドープした液晶の応用分野のXNUMXつは、スマートウィンドウの開発である可能性があります。 スマートウィンドウの透過率（透明状態と不透明状態の間）は、スマートウィンドウに電圧を印加することで制御できます。 このアプリケーションには通常、イオンが必要です。 以前は、電解質（塩）を液晶に加えてイオンを生成していました。 電解質に加えて、あるいは電解質の代わりに、イオン生成ナノ材料を使用することも可能になるかもしれません。 液晶中のナノ材料のイオン生成特性は、幅広い研究と応用の機会を提供し、この現象の基本的なメカニズムを明らかにするために体系的な実験的研究が必要です。 「可能なアプリケーションの範囲は事実上無制限で、液晶のディスプレイアプリケーションと非ディスプレイアプリケーションの両方に及びます」とGarbovskiy氏は言います。 "なぜ？ ほとんどの場合、液晶デバイスは電界によって駆動されるためです。 イオンはその分野を変えることができます–（最も単純なケースでは遮蔽効果を考えてください。そのため、液晶中のナノ材料の電気的挙動を理解することの重要性を過大評価することはできません。」「液体中のナノ材料のイオン生成特性の理解結晶は電気的特性の制御を可能にする可能性があります。この一連の研究は難しいものです。例を挙げると、異なる化学経路を使用して合成された同じ組成のナノ材料は、液晶内でまったく異なる動作をする可能性があります。」 「この研究分野の将来の方向性は非常に広いです」とGarbovskiyは結論付けています。「液晶中のナノ材料の聖杯は、そのようなシステムの基本的な物理的特性の深い理解の達成であり、商用製品の形でそれらの多様なアプリケーションを可能にします。科学者とエンジニアの共同の努力は、この目標に近づいて、分野を前進させます。」
By Michael Liebreich バーガー – マイケルは、英国王立化学協会によるXNUMX冊の本の著者です。ナノ社会：技術の境界を押し上げる,
ナノテクノロジー：未来は小さい,
ナノエンジニアリング：テクノロジーを見えなくするスキルとツール
著作権© ナノワーク
