Исследовательская группа разработала технологию производства меняющих цвет жидких кристаллов, которые можно использовать вместо чернил для защиты денег, удостоверений личности и других документов от подделки.
Фотонно-кристаллические материалы способны проявлять различные цвета не за счет наличия пигментов, а благодаря своей периодической наноструктуре, отражающей свет определенных волн. Наличие такой повторяющейся структуры на жидких кристаллах позволяет изготовить материал, проявляющий одновременно несколько оптических характеристик. Однако для достижения такого эффекта необходимо последовательно наращивать множество слоев с различным рисунком, что является очень сложным процессом.
Ученые из Корейского института науки и технологий разработали простой метод изготовления многослойных жидких кристаллов толщиной с человеческий волос. Для их создания команда использовала гидрофобный жидкокристаллический материал, органический спирт в качестве гидрофильного увлажняющего агента, а также сорастворитель, растворяемый как в масле, так и в воде.
Смесь из трех этих веществ эмульгируется в воде с образованием капель микроэмульсии. Обмены между сорастворителем, увлажняющим агентом и молекулами воды через поверхности капель эмульсии приводили к разделению гидрофобного и гидрофильного слоев.
В зависимости от начального соотношения компонентов смеси, они разделяются на 1-5 слоев, которые можно свободно контролировать. Кроме того, при непрерывном разделении фаз внутри каждой капли эмульсии концентрация хиральной примеси внутри жидких кристаллов изменяется, что приводит к появлению нескольких структурных цветов. Это и позволяет использовать их для борьбы с подделками.
Ученые ожидают, что новая технология поможет добавлять уникальные оптические характеристики материалам. На ее основе команда также планирует в дальнейшем разработать различные функциональные частицы для композитных материалов.
Ранее мы также сообщали о разработке кристалла, усиливающего лазер в 13 раз эффективнее существующих аналогов.
текст: Илья Бауэр, фото: Korea Institute of Science and Technology
