2020年6月11日
科罗拉多大学博尔德大学软材料研究中心(SMRC)的研究人员发现了一个难以捉摸的物质阶段,最初是100年前提出的,此欧洲杯足球竞彩后一直在追捕。
该小组描述了科学家在今天发表的一项研究中发现的液晶液晶阶段的“铁电列”阶段美国国家科学院论文集欧洲杯线上买球。物理学系教授马特·格拉瑟(Matt Glaser)表示,这一发现为新的材料宇宙打开了大门。欧洲杯足球竞彩
自1970年代以来,列明液晶一直是材料研究的热门话题。欧洲杯足球竞彩这些材料表现欧洲杯足球竞彩出流体和固体样行为的奇怪混合,使它们能够控制光。工程师已广泛使用它们,以制作许多笔记本电脑,电视和手机的液晶显示器(LCD)。
想想列液晶体,例如将少量销钉放在桌子上。在这种情况下,销钉是棒状分子,它们是“极”的 - 头部(钝端),带有正电荷和尾巴(尖端),这些电荷被带负电。在传统的列液晶中,一半的销钉点向左,另一半右点,随机选择方向。
然而,铁电列液晶相的纪律范围要多得多。在这样的液晶中,在样品中形成了斑块或“域”,其中分子在左右左侧的所有方向上均指向。在物理学的说法中,这些材料具有极性排序。欧洲杯足球竞彩
物理学教授兼SMRC主任诺埃尔·克拉克(Noel Clark)说,他的团队发现了一个这样的液晶可以打开大量技术创新 - 从新型的显示屏屏幕上浏览以重新构想计算机记忆。
“有40,000篇关于列明的研究论文,在其中任何一篇文章中,如果列表是铁电是铁的,那么您都会看到有趣的新可能性,”克拉克说。
在显微镜下
这一发现是多年的。
诺贝尔奖获得者彼得·德比(Peter Debye)和麦克斯(Max Born)在1910年代首先提出,如果您正确设计液晶,则其分子可能会自发地落入极性状态。此后不久,研究人员开始发现做类似事情的固体晶体:它们的分子指向统一的方向。
它们也可以逆转,从右到左转,反之亦然,在应用电场下。这些固体晶体被称为“铁电晶体”,因为它们与磁铁具有相似性。(Ferrum是拉丁语“铁”)。
然而,在几十年中,科学家一直在努力寻找以相同方式行事的液晶相。也就是说,直到克拉克和他的同事们开始研究RM734,这是几年前由一群英国科学家创建的有机分子。
同一英国群体加上第二支斯洛文尼亚科学家,报道说,RM734在较高温度下表现出常规的列液晶相。在较低的温度下,出现了另一个不寻常的阶段。
当克拉克(Clark)的团队试图观察显微镜下的奇怪阶段时,他们注意到了一些新的东西。在弱电场下,朝着含有液晶的细胞边缘发展出了醒目的颜色。
“这就像连接灯泡以进行电压进行测试,但发现插座和连接线的发光更明亮,”克拉克说。
令人惊叹的结果
所以,发生了什么 -
研究人员进行了更多的测试,发现这一阶段的RM734阶段对电场的响应速度是100至1,000倍,比通常的列液晶。这表明构成液晶的分子表现出强极阶。
“当分子都指向左边时,他们都看到一个说:'向右走,'反应是戏剧性的领域,”克拉克说。
该团队还发现,当从较高温度冷却时,不同的域似乎在液晶中自发形成。换句话说,在其样品中有一些分子似乎对齐的斑块。
“这证实了这一阶段的确是铁电列流体,”克拉克说。
这种结盟也比球队预期的要统一。
“熵在液体中统治”,”Cu Boulder的研究合着者,物理学教授乔·麦克伦南(Joe MacLennan)说。“一切都在摆动,所以我们期望很多混乱。”
当研究人员检查了分子在单个结构域内的对齐程度时,“我们对结果感到震惊,”麦克伦南说。分子几乎全部指向相同的方向。
该团队的下一个目标是发现RM734如何实现这一难得的壮举。犹他大学的Glaser和SMRC研究员Dmitry Bedrov目前正在使用计算机模拟来解决这个问题。
“这项工作表明,还有其他隐藏在视线中的铁电液。”克拉克说。“令人兴奋的是,如今的人工智能等技术正在出现,可以有效地搜索它们。”
新论文的合着者包括Cu Boulder研究人员Leo Radzihovsky,物理学教授;戴维·沃尔巴(David Walba),化学教授;还有Xi Chen,Eva Korblova和Renfan Shao。犹他大学的Dengpan Dong和Xiaoyu Wei也是合着者。
来源:https://www.colorado.edu/