TEMPLATE ASSEMBLY. Liquid crystals

TEMPLATE ASSEMBLY. Liquid crystals assemble in water to form a honeycomb pattern. Monomers become confined and oriented in the hydrophobic cores (red), where they polymerize.
Hulvat
Liquid crystals are fluid materials that nonetheless contain particles arranged in a very uniform structure. The liquid crystals chosen by Stupp and Hulvat are gels made of tiny cylinders, just 3 nanometers wide, that in water assemble into a honeycomb pattern. The inside of the cylinders are water-avoiding, as are monomers of 3,4-ethylenedioxythiophene. When the researchers mixed the gel and the monomers, the monomers sequestered themselves within the dry interiors of the cylinders. Hulvat and Stupp then used an electric field to polymerize the molecules inside the cylinders.
This procedure resulted in the formation of polythiophene molecules, all lined up in the same direction. After the scientists washed away the liquid crystal, they were left with a polymer film that retained the nanoscale and microscale structure of the liquid-crystal cylinders, says Stupp.
Hulvat and Stupp described these results in the Feb. 17 Angewandte Chemie International Edition. In further experiments, preliminary tests of conductivity supported the researchers' expectations. The more regularly oriented polymer structure conducted electricity better than less regularly structured versions of the same polymer.
Moreover, light-emitting diodes containing the highly aligned material performed better than light-emitting diodes using the disordered material, says Stupp.
Using liquid crystals as a template is clever and promising, says Heeger. After all, "we cannot reach in there and pull on each molecule and align each one separately," he says.
Hulvat and Stupp say that by using different liquid-crystal templates, they expect to achieve a wide variety of molecular orientations. No single orientation will be the best choice for every application.
As scientists wield ever more refined control over the structures of conducting polymers, these materials may extend the Plastics Age into the indefinite future.
********
References:
Hulvat, J.F., and S.I. Stupp. 2003. Liquid-crystal templating of conducting polymers. Angewandte Chemie International Edition 42(Feb. 17):778–781. Abstract.
Meng, H., D.F. Perepichka, and F. Wudl. 2003. Facile solid-state synthesis of highly conducting poly(ethylenedioxythiophene). Angewandte Chemie International Edition 42(Feb. 10):658–661. Abstract.
Further Readings:
Gorman, J. 2000. Nobel prize recognizes future for plastics. Science News 158(Oct. 14):247. Available atScience News.
Sources:
Alan J. Heeger
Institute for Polymers and Organic Solids
Department of Physics and Materials
University of California, Santa Barbara
Santa Barbara, CA 93106-5090
James F. Hulvat
Department of Materials Science and Engineering
Department of Chemistry
Feinberg School of Medicine
Northwestern University
Evanston, IL 60208-3108
George Malliaras
Materials Science and Engineering
Cornell University
Ithaca, NY 14853
Hong Meng
Department of Chemistry and Biochemistry
Exotic Materials Institute
University of California, Los Angeles
Los Angeles, CA 90095-1569
Samuel I. Stupp
Department of Materials Science and Engineering
Department of Chemistry
Feinberg School of Medicine
Northwestern University
Evanston, IL 60208-3108
Fred Wudl
Department of Chemistry and Biochemistry
Exotic Materials Institute
University of California, Los Angeles
Los Angeles, CA 90095-1569


From Science News, Volume 163, No. 20, May 17, 2003, p. 312.

Kết quả (Việt) 1:

LẮP RÁP MẪU. Tinh thể lỏng lắp ráp trong nước để tạo thành một mô hình tổ ong. Monome trở thành bị giới hạn và theo định hướng trong lõi kỵ nước (màu đỏ), nơi họ polymerize.HulvatCác tinh thể lỏng là vật liệu chất lỏng Tuy nhiên chứa hạt sắp xếp theo một cấu trúc rất thống nhất. Các tinh thể của chất lỏng được lựa chọn bởi Stupp và Hulvat là gel làm chai nhỏ, chỉ 3 nanometers rộng, mà trong nước lắp ráp vào một mô hình tổ ong. Bên trong các xi-lanh được nước-tránh, như monome 3,4-ethylenedioxythiophene. Khi các nhà nghiên cứu hỗn hợp gel và các monome, các monome sequestered mình trong nội thất khô của các xi-lanh. Hulvat và Stupp sau đó sử dụng một điện trường để polymerize các phân tử bên trong các xi-lanh.Thủ tục này dẫn đến sự hình thành của các phân tử polythiophene, tất cả lót lên trong cùng một hướng. Sau khi các nhà khoa học đi rửa tinh thể lỏng, họ đã được trái với một bộ phim polymer mà giữ lại cấu trúc nano và microscale của xi lanh tinh thể lỏng, nói Stupp.Hulvat và Stupp mô tả các kết quả này trong 17 ngày Angewandte Chemie International Edition. Trong các thí nghiệm tiếp tục, các xét nghiệm sơ bộ tính dẫn điện hỗ trợ các nhà nghiên cứu sự mong đợi. Càng thường xuyên theo định hướng polymer cấu trúc thực hiện điện tốt hơn so với ít hơn các phiên bản thường xuyên có cấu trúc của polymer tương tự.Hơn nữa, đèn LED có chứa vật liệu cao liên kết thực hiện tốt hơn so với đèn LED sử dụng các vật liệu không trật tự, nói Stupp.Bằng cách sử dụng tinh thể lỏng như một mẫu là thông minh và đầy hứa hẹn, nói Heeger. Sau khi tất cả, "chúng tôi không thể đạt được trong đó và kéo trên mỗi phân tử và sắp xếp mỗi người một cách riêng biệt," ông nói.Hulvat và Stupp nói rằng bằng cách sử dụng mẫu tinh thể lỏng khác nhau, họ hy vọng sẽ đạt được một loạt các định hướng phân tử. Không có định hướng duy nhất sẽ là sự lựa chọn tốt nhất cho mọi ứng dụng.Khi các nhà khoa học có hơn bao giờ hết tinh tế quyền kiểm soát các cấu trúc của tiến hành các polyme, các tài liệu này có thể mở rộng tuổi nhựa trong tương lai vô hạn.********Tài liệu tham khảo:Hulvat, J.F., và S.I. Stupp. 2003. tinh thể lỏng templating tiến hành polyme. Angewandte Chemie Ấn bản quốc tế 42(Feb. 17):778-781. Tóm tắt.Meng, H., D.F. Perepichka, và F. Wudl. 2003. facile trạng thái rắn tổng hợp cao tiến hành poly(ethylenedioxythiophene). Angewandte Chemie Ấn bản quốc tế 42(Feb. 10):658-661. Tóm tắt.Tiếp tục đọc:Gorman, J. năm 2000. Giải Nobel nhận ra trong tương lai cho nhựa. Khoa học tin tức 158(Oct. 14):247. Có atScience tin tức.Nguồn:Alan J. HeegerViện vật liệu hữu cơ rắn và polymeKhoa vật lý và vật liệuĐại học California tại Santa BarbaraSanta Barbara, CA 93106-5090James F. HulvatBộ môn khoa học vật liệu và kỹ thuậtVùng hóa họcFeinberg School of MedicineĐại học NorthwesternEvanston, IL 60208-3108George MalliarasKhoa học vật liệu và kỹ thuậtĐại học CornellIthaca, NY 14853Hong MengVùng hóa học và hóa sinhKỳ lạ vật liệu việnĐại học California tại Los AngelesLos Angeles, CA 90095-1569Samuel I. StuppBộ môn khoa học vật liệu và kỹ thuậtVùng hóa họcFeinberg School of MedicineĐại học NorthwesternEvanston, IL 60208-3108Fred WudlVùng hóa học và hóa sinhKỳ lạ vật liệu việnĐại học California tại Los AngelesLos Angeles, CA 90095-1569Từ khoa học tin tức, khối lượng 163, số 20, ngày 17 tháng 5 năm 2003, p. 312.

Kết quả (Việt) 2:

HỘI TEMPLATE. Các tinh thể lỏng lắp ráp trong nước để tạo thành một mô hình tổ ong. Monome trở thành hạn chế và định hướng trong các lõi kỵ nước (màu đỏ), nơi họ polymer hóa.
Hulvat
tinh thể lỏng là vật liệu chất lỏng mà dù sao chứa các hạt được sắp xếp trong một cấu trúc rất thống nhất. Các tinh thể lỏng được lựa chọn bởi Stupp và Hulvat được gel làm từ xi-lanh nhỏ, chỉ cần 3 nanomet, rằng trong nước lắp ráp thành một mô hình tổ ong. Bên trong của xi lanh là nước tránh, như là monome của 3,4-ethylenedioxythiophene. Khi các nhà nghiên cứu hòa gel và các monome, các monome cô lập bản thân trong nội thất khô của các xi lanh. Hulvat và Stupp sau đó sử dụng một điện trường để polymer hóa các phân tử bên trong các xi lanh.
Thủ tục này dẫn đến sự hình thành các phân tử polythiophene, tất cả xếp hàng trong cùng một hướng. Sau khi các nhà khoa học đã cuốn đi tinh thể lỏng, họ bị bỏ lại với một bộ phim polymer mà vẫn giữ được kích thước nano và cấu trúc siêu nhỏ của xi lanh tinh thể lỏng, nói Stupp.
Hulvat và Stupp mô tả các kết quả này trong 17 tháng 2 Angewandte Chemie International Edition. Trong các thí nghiệm tiếp, kiểm tra sơ bộ dẫn hỗ trợ được kỳ vọng của các nhà nghiên cứu. Các cấu trúc polymer hơn thường xuyên theo định hướng tiến hành điện tốt hơn so với các phiên bản ít thường xuyên cấu trúc của polymer cùng.
Hơn nữa, điốt phát sáng có chứa các vật liệu phù hợp có thực hiện tốt hơn so với điốt phát sáng bằng cách sử dụng các vật liệu bị rối loạn, nói Stupp.
Sử dụng tinh thể lỏng như một mẫu là thông minh và đầy hứa hẹn, Heeger nói. Sau khi tất cả, "chúng ta không thể đạt được trong đó và kéo trên mỗi phân tử và sắp xếp mỗi một cách riêng biệt," ông nói.
Hulvat và Stupp nói rằng bằng cách sử dụng các mẫu tinh thể lỏng khác nhau, họ mong đợi để đạt được một loạt các định hướng phân tử. Không có định hướng duy nhất sẽ là sự lựa chọn tốt nhất cho mọi ứng dụng.
Khi các nhà khoa học vận dụng bao giờ kiểm soát tinh tế hơn so với cấu trúc của polymer dẫn điện, các vật liệu này có thể kéo dài Nhựa Age vào tương lai vô định.
********
Tài liệu tham khảo:
Hulvat, JF, và SI Stupp. 2003. tinh thể lỏng khuôn mẫu của polyme dẫn điện. Angewandte Chemie International Edition 42 (ngày 17 tháng 2.): 778-781. Tóm tắt.
Meng, H., DF Perepichka, và F. Wudl. 2003. facile tổng hợp trạng thái rắn tiến hành đánh giá cao poly (ethylenedioxythiophene). Angewandte Chemie International Edition 42 (ngày 10 tháng 2.): 658-661. Trừu tượng.
Bài đọc thêm:
Gorman, J. 2000. giải thưởng Nobel công nhận tương lai cho ngành nhựa. Khoa học Tin tức 158 (14 tháng 10.): 247. Tin tức sẵn atScience.
Nguồn:
Alan J. Heeger
Viện Polyme và chất rắn hữu cơ
Khoa Vật lý và Vật liệu
Đại học California, Santa Barbara
ở Santa Barbara, CA 93106-5090
James F. Hulvat
Sở Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật
Khoa Hóa
Feinberg School of Y học
Northwestern University
Evanston, IL 60208-3108
George Malliaras
Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật
Đại học Cornell
ở Ithaca, NY 14.853
Hồng Meng
Khoa Hóa và Hóa
Exotic Vật liệu Viện
Đại học California, Los Angeles
Los Angeles, CA 90095-1569
Samuel I. Stupp
Sở Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật
Khoa Hóa
Feinberg School of Medicine
Northwestern University
Evanston, IL 60208-3108
Fred Wudl
Khoa Hóa và Hóa
Exotic Vật liệu Viện
Đại học California, Los Angeles
Los Angeles, CA 90095-1569 Từ Khoa học Tin tức, Volume 163, No 20, 17 tháng 5 năm 2003, p.. 312.