Тема проекта: фотоанизотропия в пленках полимеров с красителями.
Название: фотоанизотропия в пленках полимеров с красителями.
Номер в каталоге:
Основной предмет (школа): физика
Область знания (ВУЗ): физика и химия
Актуальность: Большинство школьников слышало о жидких кристаллах, но никогда с ними напрямую не работало. В то же время, это достаточно доступный и интересный объект для исследований, затрагивающий не только важные вехи развития науки и техники, но и раскрывающий разные аспекты явлений самосборки и самоорганизации, вопросы химической термодинамики, процессы получения наноструктурированных материалов, многих современных «умных» устройств. Явления фотоориентации и фотоанизотропии имеют перспективное применение в создании и функционировании жидкокристаллических устройств.
Новизна: литературное и экспериментальное ознакомление с вопросами поведения жидких кристаллов при их взаимодействии.
Цель: Разработка и изготовление жидкокристаллических ячеек и дисплеев с использованием полученных образцов и пленок на их основе с увеличенным контрастом в широком диапазоне углов обзора и возможностью менять начальное оптическое состояние элемента отображения дисплея.
Задачи:
- Изготовление ЖК ячеек с использованием полученных образцов фотоанизотропных материалов и пленок на их основе с различными режимами экспонирования УФ излучением.
- Сопоставление экспериментальных и теоретических кинетических кривых наведения, стирания и темновой релаксации оптической анизотропии.
- Исследование фотохромных и фотоанизотропных свойств бис-азокрасителя AD-1.
Экспериментальные подходы:
ЖК ячейки с подложками, на которые нанесен слой фотоанизотропного материала:
- Экспонирование УФ излучением в собранной ячейке в две стадии: предварительное экспонирование с поляризацией 45 град. по отношению к длинной стороне (по отношению к той части, которая не будет засвечена) и повторное экспонирование через маску с надписью под углом 90° к первому (см. Рис 1_Спахов.jpg).
- Аналогичный режим экспонирования ячейки, заполненной ЖК с растворенным дихроичным красителем (эффект «гость-хозяин», см. Рис 2_Спахов.jpg и Рис 3_Спахов.jpg).
Методические подходы: освоение понятий: фазовая задержка, двулучепреломление, анизотропия, «наноструктурированная система», « поляризация света», дихроизм.
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: в зависимости от выбора объектов исследований в результате литературного поиска, оптическая анизотропия, использование оборудования НТ-МТД.
Основание школьником теоретического материала: фотоориентация, анизотропия, дихроизм, полимеры, красители
Навыки, получаемые школьником: освоение работы с жидкими кристаллами, полимерами, красителями
Предшествующий материал по школьной программе: Отдельные главы органической химии, электролитическая диссоциация, химическая связь, строение молекул, оптика.
Роль учителя: общее руководство проектом.
Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами и лабораторной посудой, консультативная помощь, обеспечение специальной литературой, допуск к современному оптическому микроскопу и системам записи изображения. Обеспечение безопасности с работой на УФ установке.
Техника безопасности: техника безопасности при работе в школьной лаборатории
Примечания: Областями применения научной и научно-технической продукции по выполненному проекту являются перспективные средства отображения информации на основе жидких кристаллов и органических люминесцентных материалов, в том числе устройства с повышенной устойчивостью к внешним воздействиям, перспективные оптоэлектронные устройства, производство новых кремнийорганических соединений и фотоанизотропных материалов.
Результаты НИР могут быть востребованы российскими и белорусскими организациями, занимающимися разработкой и производством средств отображения информации: НИИ «Волга» (Саратов), НПО «Циклон» (Москва), СКТБ «Раменское» (Московская обл.), ОКБ «Электроавтоматика» (Санкт-Петербург), КБ «Дисплей» (Витебск), НПО «Интеграл» (Минск) и др.
Кроме того, результаты НИР могут быть использованы для разработки и производства новых электрооптических устройств широкого назначения. Среди таких перспективных технологий отметим электронную бумагу с функцией оптической перезаписи информации. На основе этой технологии производятся или могут производиться следующие устройства:
- Электронные ценники (Система ESL).
- Электронные книги.
- Электронная газета.
- Устройства для рынка образовательных услуг.
- Электронный альбом.
- Устройства для профессионального рынка.
Потенциальными партнерами являются фирмы из Гонконга, Китая, Японии и других стран, занимающиеся ЖК устройствами отображения информации.