Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствамиНИР

Photo-, electro, ion and pH-sensitive liquid crystalline (LC) cholesteric cross-linked polymers (networks) with controllable supramolecular structure and optical properties

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 2 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами
Результаты этапа: В ходе первого года выполнения проекта был разработан и оптимизирован простой метод получения пористых холестерических полимерных сеток, которые служат удобными матрицами для введения различных низкомолекулярных и полимерных соединений и смесей. С использованием синтезированных соединений приготовлен ряд холестерических полимеризующихся смесей разного состава на основе диакрилата, моноакрилатов, низкомолекулярных нематиков, хиральных допантов различного строения и фотоинициаторов, а также термоинициатора. Изучено фазовое поведение и оптические свойства (селективное отражение света) смесей, исследована их стабильность. Все полученные смеси при комнатной температуре образуют холестерическую мезофазу с селективным отражением света в видимой и ближней ИК спектральных областях. Осуществлена фото- и термо- индуцированная полимеризация полученных холестерических смесей, изучено влияние этого процесса на оптические свойства. Показано, что во всех случаях наблюдается почти 100%ная конверсия полимеризации, что было подтверждено данными ИК спектроскопии. Фотополимеризация практически всех смесей приводит к существенному уширению пика селективного отражения света и сдвигу его центра в коротковолновую область спектра. Методами сканирующей электронной (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ) была изучена наноструктура пористых полимерных сеток полученных после удаления низкомолекулярных компонентов. Показано, что полученные стеки обладают высокой пористостью с размерами пор от десятков до сотен нанометров. Выявлено влияние степени сшивки (относительного содержания диакрилата) на микроструктуру сеток. Полученные данные позволяют рассматривать полученные структуры в качестве удобных «наноконтейнеров» для заполнения их различными низкомолекулярными компонентами, включая нематические смеси. Изучена возможность введения функциональных «наполнителей» в полученные холестерические матрицы, что позволило получить первые образцы функциональных холестерических ЖК-композитов. В ходе выполнения проекта удалось ввести в полученные пористые холестерические сетки не только низкомолекулярные жидкие кристаллы, но и азобензол-содержащий ЖК-сополимер.
2 20 марта 2017 г.-31 декабря 2017 г. Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами
Результаты этапа: Исследованы фотооптические свойства холестерической фотополимеризующейся смеси, содержащей хирально-фотохромный допант Sorb, способный к E-Z фотоизомеризации под действием УФ-света. Облучение этой смеси приводит к двум параллельным процессам: изомеризации допанта Sorb и раскрутка спирали за счёт снижения его закручивающей способности, а также процесс фотополимеризации моно- и диакрилатов. Проведен анализ изменения оптических свойств плёнок этой смеси в ходе облучения. Изучено влияние длины волны используемого для фотополимеризации света и степени сшивки (соотношения моно- и диакрилатов) на оптические свойства (селективное отражение света) полимер-стабилизированных холестерических систем. Проведено исследование поверхностных свойств полученных пористых полимерных сеток, а также сравнительное изучение пористости полученных холестерических сеток методом атомно-силовой микроскопии (АСМ).
3 8 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами
Результаты этапа: Получен новый класс фотохромных ЖК-композитов на основе пористых холестерических полимерных сеток наполненных фотохромными ЖК-смесями и сополимерами. В случае композитов наполненных низкомолекулярными фотохромными нематическим смесями УФ облучение приводит к сдвигу пика селективного отражения в коротковолновую область и его сужению. Это связано с процессом E-Z фотоизомеризации фотохромного азобензольного соединения, введённого в состав смеси, сопровождающейся изотермическим фазовым переходом из нематической фазы в изотропную. Процесс полностью обратим и облучение видимым светом приводит к обратному сдвигу пика и его уширению. Во втором случае воздействие поляризованного видимого света вызывает процесс фотоориентации азобензольных и фенилбензоатных групп сополимера, что позволило при помощи голографической установки осуществить запись брэгговской отражательной решётки. Таким образом впервые продемонстрирована возможность получения на одной плёнке двух отражательных брэгговских решёток, одна за счёт холестерической спирали, изначально присутствующей в плёнке, другая – фотооптически записанная пучками лазера. Полученные композиты представляют собой значительный интерес с точки зрения их использования в оптике и оптоэлектронике

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".