LCP onderzoek op de back cover van Advanced Optical Materials

Back Cover Advanced Optical materials (march 2018), Inge Nys, Ke Chen, Jeroen Beeckman and Kristiaan Neyts  (vergrote weergave)

Back Cover Advanced Optical materials (march 2018), Inge Nys, Ke Chen, Jeroen Beeckman and Kristiaan Neyts

(16-04-2018) Inge Nys, Ke Chen, Jeroen Beeckman en Kristiaan Neyts van de onderzoeksgroep Liquid Crystals and Photonics zagen hun onderzoek verschijnen op de back cover van Advanced Optical Materials, vol6, nr6, 19 maart 2018.

Toelichting bij de foto van de achteromslag:

Inge Nys, Ke Chen, Jeroen Beeckman en Kristiaan Neyts van de onderzoeksgroep Liquid Crystals and Photonics hebben een  foto-aligneringsmethode ontwikkeld waarbij de polaire en azimutale verankering van het vloeibaar kristal worden bepaald door de intensiteit en de polarisatie van de UV--belichting. Niet uniforme UV-belichting  van de twee-componenten aligneringslaag levertperiodieke strepen waarin het vloeibaar kristal parallel en loodrecht op het substraat verankert. Het samenspel tussen de variabele verankering aan hetoppervlak en de chiraliteit van het vloeibare kristal leidt tot de vorming van nieuwe chirale superstructuren.

 

Publieke samenvatting               

Vloeibare kristallen zijn organische, vloeibare materialen waarin de lange moleculen zich bij voorkeur parallel aan hun buren oriënteren. Dit type materiaal kan zichzelf organiseren in complexe structuren en kan reageren op externe stimuli zoals warmte of elektrische velden. Tegenwoordig worden vloeibare kristallen veel gebruikt in displays (bekend als LCD's) maar ze kunnen ook worden gebruikt in andere toepassingen zoals afstembare lenzen of slimme vensters met variabele lichttransmissie. Om hun volledige potentieel te ontdekken en om functionele apparaten te ontwikkelen, is het essentieel om de uitlijning van het vloeibare kristal aan de vaste oppervlakken te kunnen controleren.

In deze studie wordt een nieuwe methode ontwikkeld om de oriëntatie van het vloeibare kristal op het grensvlak met een vast oppervlak te definiëren. Een uit twee componenten bestaand fotogevoelig materiaal op het oppervlak wordt belicht met ultraviolet (UV) licht met een bepaalde intensiteit en polarisatie. Belichting met een inhomogene UV-bundel (bijvoorbeeld door interferentie tussen twee coherente laserstralen) maakt het mogelijk om gebieden te definiëren met een parallelle of loodrechte uitlijning op het substraat. In het verleden was zo'n inhomogene uitlijning alleen mogelijk door gecompliceerde technieken te gebruiken waarbij een combinatie van meerdere lagen noodzakelijk was. In dit werk wordt een twee-componentenmateriaal gebruikt als een enkele laag en inhomogene UV-belichting levert een oppervlak met strepen van evenwijdige en loodrechte uitlijning. Met deze uitlijning aan het oppervlak kunnen complexe structuren in chirale vloeibare kristallen worden gestabiliseerd. Dit biedt interessante mogelijkheden voor de realisatie van diffractieroosters en voor de stabilisatie van liggende helixstructuren die kunnen worden gebruikt in laser- en displaytoepassingen. Het samenspel tussen de variabele verankering aan het oppervlak en de chiraliteit van het materiaal werd experimenteel getest en de vloeibaar-kristaloriëntatie werd geverifieerd door numerieke simulaties.

Verdere optimalisatie van deze techniek, met het voordeel van eenvoud en veelzijdigheid, kan leiden tot volledige controle van de vloeibaar-kristaloriëntatie op een micrometerschaal. Dit kan aanleiding geven tot de ontwikkeling van nieuwe toestellen zoals lasers of displays met een verbeterde functionaliteit.