Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Horyzont

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Polacy odkryli sposób formowania warstw ciekłych kryształów na wodzie

Doktorant Jan Paczesny z ICF PANprezenuje mechanizm fałdowania wartst  ciekłokrystalicznych na powierzchni wody.
Doktorant Jan Paczesny z ICF PANprezenuje mechanizm fałdowania wartst ciekłokrystalicznych na powierzchni wody.

"Zaobserwowaliśmy dziewięciowarstwy, które dotychczas funkcjonowały wyłącznie w charakterze naukowych sugestii" - poinformował dr Andrzej Żywociński.

Ciekłe kryształy po wylaniu na powierzchnię wody mogą tworzyć monowarstwy - uporządkowane warstwy grubości pojedynczej cząsteczki. Z monowarstw mogą również formować się również powłoki złożone z kolejnych warstw.

 

Jak informują specjaliści z IChF PAN, cząsteczki zachowują się nieco podobnie jak tkanina na stole: podczas ściskania monowarstwy z boków, w pewnym momencie działające siły zaczynają wypychać cząsteczki w górę. Na monowarstwie pojawiają się fałdy, które następnie kładą się na niej. Jeśli ściskanie jest kontynuowane, na wodzie utworzy się uporządkowana struktura z trzech monowarstw.

"Nam udało się zaobserwować i udokumentować mechanizm znacznie ciekawszy - mówi doktorant Jan Paczesny z IChF PAN. - Okazało się, że dalsze ściskanie trójwarstwy jednego ze związków prowadzi do fałdowania, w którym uczestniczy nie jedna, zewnętrzna monowarstwa, a cała trójwarstwa. Wypychana fałda ma wtedy grubość sześciu warstw i gdy kładzie się na trójwarstwie, nasza cząsteczkowa +tkanina+ staje się świetnie uporządkowaną dziewięciowarstwą".

Jak wyjaśnia dr inż. Andrzej Żywociński z IChF PAN w Warszawie istnienie pięciowarstw nie było dobrze udokumentowane. "Nam udało się z dużą precyzją potwierdzić ich obecność. Co więcej, zaobserwowaliśmy dziewięciowarstwy, które dotychczas funkcjonowały wyłącznie w charakterze naukowych sugestii" - powiedział dr Żywociński.

Praktyczne wykorzystanie uporządkowanych wielowarstw jest możliwe po przeniesieniu ich z powierzchni wody na podłoże stałe, np. z krzemu. W tym celu płytkę krzemową wielokrotnie zanurza się w wodzie z wielowarstwą i wynurza.

"Oznacza to nie tylko możliwość produkowania podłoży nowego typu, ale również dziewięciokrotne skrócenie czasu formowania wielowarstw o dużej grubości, wcześniej wytwarzanych przez mozolne nakładanie nawet kilkudziesięciu monowarstw" - napisano w komunikacie IchF PAN przesłanym PAP.

Uczeni mają nadzieję, że w przyszłości pochodne obserwowanych przez nich związków znajdą zastosowanie w elektronice organicznej. "Planujemy również wykorzystać tendencję do samoorganizacji tych cząsteczek w celu organizowania innych cząsteczek" - komentuje dr Żywociński.

W jaki sposób uczeni zbadali monowarstwy? W doświadczeniach przeprowadzanych w IChF PAN na powierzchnię wody wylewa się mikrolitry ciekłych kryształów. Związki i ich ilość są tak dobrane, aby formowały uporządkowaną warstwę grubości jednej cząsteczki. "Ten nowo poznany mechanizm tłumaczy, dlaczego wielowarstwy zwiększają grubość w sekwencji 1-3-5-7 monowarstw" - informują specjaliści z IChF PAN.

Monowarstwy można ściskać za pomocą przyrządu zwanego wagą Langmuira. Jest to wanienka z dwiema hydrofilowymi barierkami, między którymi unosi się na wodzie monowarstwa badanego związku. Zmniejszając odległość między barierkami można znacząco zwiększyć ciśnienie działające w płaszczyźnie monowarstwy.

Grupa z IChF PAN zajmowała się też substancjami, w których oddziaływania między cząsteczkami nie były dostatecznie elastyczne. Podczas ściskania takich związków, nad monowarstwę są wypychane nie jej fałdy, a pojedyncze cząsteczki, które po oderwaniu od powierzchni wody łączą się w pary. Jako nielotne, pozostają przy monowarstwie i ze wzrostem ciśnienia porządkują się, formując od razu dwie warstwy na monowarstwie.

Naukowcy z IChF PAN sądzą, że procesy podobne do obu zaobserwowanych występują też w przypadku innych związków chemicznych o zbliżonej budowie cząsteczkowej. Wyniki ich pracy opublikowano w czasopiśmie "Chemistry - A European Journal".

PAP - Nauka w Polsce


Tagi: ciekłe kryształy, ciekłokrystaliczny, mechanizm fałdowania, instytut chemii fizycznej pan, woda
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Akcje Marii Skłodowskiej-Curie
24-04-2017

Akcje Marii Skłodowskiej-Curie

Do 14 września 2017 r. trwa nabór wniosków w ramach konkursu Individual Fellowships, który organizowany jest w ramach Akcji Marii Skłodowskiej-Curie.

Team, Team-Tech - nabory wniosków
24-04-2017

Team, Team-Tech - nabory wniosków

Aż 95 mln zł dofinansowania na przełomowe prace badawczo-rozwojowe mogą zdobyć naukowcy i firmy w uruchomionych dzisiaj konkursach Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Polscy studenci zaprojektowali autonomiczny samolot Akcje Marii Skłodowskiej-Curie Robot Photon już wkrótce trafi do polskich szkół Team, Team-Tech - nabory wniosków 17. edycja Nagród Naukowych Polityki Z tłuszczów stałych najzdrowszy jest olej palmowy Polscy studenci zaprojektowali autonomiczny samolot Akcje Marii Skłodowskiej-Curie Robot Photon już wkrótce trafi do polskich szkół Team, Team-Tech - nabory wniosków 17. edycja Nagród Naukowych Polityki Z tłuszczów stałych najzdrowszy jest olej palmowy Polscy studenci zaprojektowali autonomiczny samolot Akcje Marii Skłodowskiej-Curie Robot Photon już wkrótce trafi do polskich szkół Team, Team-Tech - nabory wniosków 17. edycja Nagród Naukowych Polityki Z tłuszczów stałych najzdrowszy jest olej palmowy

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab