Induced blue phase of cholesteric-nematic mixtures under the action of acetone vapors

З.М. Микитюк; Ю.М. Качурак; М.В. Вісьтак; І.Т. Когут; Р.Л. Політанський; О.Й. Шимчишин; І.С. Дісковський; П.В. Ващенко

doi:10.15330/pcss.25.1.109-113

Автор(и)

З.М. Микитюк Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
Ю.М. Качурак Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
М.В. Вісьтак Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Львів, Україна
І.Т. Когут Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна
Р.Л. Політанський Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича, Чернівці, Україна
О.Й. Шимчишин Національний університет "Львівська політехніка", Львів, Україна
І.С. Дісковський Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна
П.В. Ващенко Інститут сцинтиляційних матеріалів, Національна Академія Наук України, Харків, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.25.1.109-113

Ключові слова:

рідкий кристал, E7, газовий сенсор, блакитна фаза, оптичний сенсор

Анотація

Рідкі кристали можуть демонструвати структурний орієнтаційний порядок. Створення суміші з додаванням хіральних молекул до нематичного рідкого кристалу викликає спіральне закручування, вісь якого спрямована перпендикулярно до поверхні рідкокристалічної комірки. При нагріванні деяких холестеричних сумішей з досить коротким кроком спіралі (400-500 нм) до температури, близької, але все ж нижчої від температури основного переходу в ізотропний стан, у деяких випадках виникає так звана блакитна фаза. В роботі проведено дослідження щодо виявлення структурних проявів блакитної фази під дією парів хімічних речовин, зокрема, ацетону. Виявлено також основні залежності впливу ацетону на рідкокристалічну суміш залежно від концентрації. Двоступінчасте фазове перетворення від холестеричного рідкого кристалу до ізотропної рідини через проміжну блакитну фазу можна було чітко зафіксувати змінами в оптичному пропусканні. Можливі додатки обговорюються.

Посилання

M.A. Bedolla Pantoja, Y. Yang, & N.L. Abbott, Toluene-induced phase transitions in blue phase liquid crystals. Liquid Crystals, 46 (13-14), 1925 (2019); https://doi.org/10.1080/02678292.2019.1633432.

B. Gurboga, E. Kemiklioglu, Optical sensing of organic vapor using blue phase liquid crystals. Liquid Crystals, 49(11), 1428 (2022); https://doi.org/10.1080/02678292.2022.2038294.

Y. Yang, Y.K. Kim, X. Wang, M. Tsuei, & N.L. Abbott, Structural and optical response of polymer-stabilized blue phase liquid crystal films to volatile organic compounds. ACS Applied Materials & Interfaces, 12(37), 42099 (2020); https://doi.org/10.1021/acsami.0c11138.

A. Yoshizawa, Material design for blue phase liquid crystals and their electro-optical effects. RSC advances, 3(48), 25475 (2013); https://doi.org/10.1039/c3ra43546f.

V.A. Belyakov, & V.E. Dmitrienko, The blue phase of liquid crystals. Soviet Physics Uspekhi, 28(7), 535 (1985); https://doi.org/10.1070/PU1985v028n07ABEH003870.

S. Meiboom, J.P. Sethna, P.W. Anderson, & W.F. Brinkman, Theory of the blue phase of cholesteric liquid crystals. Physical Review Letters, 46(18), 1216 (1981); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.46.1216.

P.P. Crooker, Blue phases. Chirality in liquid crystals, 186 (2001).

P. Oswald, P. Pieranski, Nematic and cholesteric liquid crystals: concepts and physical properties illustrated by experiments. CRC press, (2005); https://doi.org/10.1201/9780203023013.

H. Kikuchi, M. Yokota, Y. Hisakado, H. Yang, , & T. Kajiyama, Polymer-stabilized liquid crystal blue phases. Nature materials, 1(1), 64 (2002); https://doi.org/10.1038/nmat712.

D.S. Hou, L. Zheng, D.P. Sun, X. Zhou, J.L. Zhu, & W.M. Han, Polymer-stabilized blue phase liquid crystal sensor for sensitive and selective detection of organic vapors. Liquid Crystals, 49(2), 201 (2022); https://doi.org/10.1080/02678292.2021.1951381.

Z. Hotra, Z. Mykytyuk, O. Sushynskyy, O. Hotra, O. Yasynovska, P. Kisała, Sensor systems with optical channel of information transferring. Przeglad Elektrotechniczny, 86 (10), 21(2010)/

W. Wójcik, Z. Mykytyuk, M. Vistak, G. Barylo, R. Politanskyi, I. Diskovskyi, I. Kremer, M. Ivakh, W. Kotsun, Optical sensor with liquid crystal sensitive element for amino acids detection Przeglad Elektrotechniczny, 96 (4), 178 (2020). https://doi.org/10.15199/48.2020.04.37.

Z. Mykytyuk, I. Kremer, M. Ivakh, I. S. Diskovskyi, and S. V. Khomyak, Optical sensor with liquid crystal sensitive element for monitoring acetone vapor during exhalation, Mol. Cryst. 721, 24 (2021); https://doi.org/10.1080/15421406.2021.1905273.

W. Wojcik, M. Vistak, Z. Mykytyuk, R. Politanskyi, I. Diskovskyi, O. Sushynskyi, I. Kremer, T. Prystay, A. Jaxylykova, I. Shedreyeva, Technical solutions and SPICE modeling of optical sensors, Przeglad Elektrotechniczny, 96 (10), 102 (2020);. https://doi.org/10.15199/48.2020.10.18.

M.J. Lee, C.H. Chang, & W. Lee, Label-free protein sensing by employing blue phase liquid crystal. Biomedical Optics Express, 8(3), 1712 (2017). https://doi.org/10.1364/BOE.8.001712.

Z. Mykytiuk, H. Barylo, I. Kremer, M. Ivakh, Y. Kachurak, & I. Kogut, Features of the transition to the isotropic state of the liquid crystal sensitive element of the gas sensor under the action of acetone vapor. Physics and Chemistry of Solid State, 23(3), 473 (2022); https://doi.org/10.15330/pcss.23.3.473-477.

I.A. Gvozdovskyy, Y.M. Kachurak, P.V. Vashchenko, I.A. Kravchenko, Z.M.Mykytyuk, Liquid crystal sensors for detection of volatile organic compounds: comparative effects of vapor absorption and temperature on the phase state of the sensor material. Functional Materials, 30(2), 303 (2023); https://doi.org/10.15407/fm30.02.303.

B. S. Dzundza, I.T. Kohut, V.I. Holota, L.V. Turovska, M.V. Deichakivskyi, Principles of construction of hybrid microsystems for biomedical applications. Physics and Chemistry of Solid State, 23(4), 776 (2022); https://doi.org/10.15407/fm30.02.303.

I. Kogut, B. Dzundza, V. Holota, O. Bulbuk, V. Fedoriuk, & L. Nykyruy, Modeling of integrated signal converters for biomedical sensor microsystems. Physics and Chemistry of Solid State, 24(3), 515 (2023); https://doi.org/10.15330/pcss.24.3.515-519.

I.T. Kogut, A.A. Druzhinin, V.I. Holota, 3D SOI Elements for System-on-Chip Applications. Advanced Materials Research, 137 (2011); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.276.137.