게시 및 게시 날짜 : 2012/05/24

빛으로 손상을 복구 할 수있는 젤 바카라 룰

-조명은 액정에서 형성된 미세 입자의 3 차원 네트워크 구조를 제어합니다

포인트

  • 액정을 용매로 사용하여 새로운 광 반응성 겔 개발
  • 빛 조사에 의한 졸-겔 전달을 사용한 손상 수리를위한 기본 기술 개발
  • 코팅 페인트 등에 적용하여 제품의 더 긴 수명에 기여합니다

요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")Nanosystems Research Division[연구 부서 이사 Yase Kiyoshi] Smart Material Group Yoshida Katsu Research Group 이사 및 Yamamoto Takahiro 연구원은 가벼운 조사로 손상을 복구 할 수 있습니다gel바카라 룰 (중합체 미세 입자/LCD완전한 젤)가 개발되었습니다 이번에 개발 한 젤 바카라 룰는 젤에서 발견됩니다포토 반응성 바카라 룰광 이성질체 화 반응sol-젤 상태의 조명 컨트롤을 사용하여 짧은 시간 내에 약간의 손상을 복구하십시오 또한이 손상 수리를 반복 할 수 있습니다 게다가, 큰전단 변형에 의해 Sol 상태로 전달 되더라도 변형이 제거 될 때 고속으로 젤 상태로 회복됩니다

조명이있는 바카라 룰의 솔 젤 상태를 제어 할 수있는 기술은 바카라 룰 기반 기술로 예상 될 수 있습니다 빛으로 손상되고 수리 될 수있는 코팅 페인트에 이러한 바카라 룰를 적용함으로써, 제품의 내구성이 개선되고 수명이 확장되어 자원 절약과 환경 부담이 낮아질 것으로 예상됩니다

이 연구 결과는 2012 년 5 월 24 일 (일본 시간)에 발표되었습니다Langmuir또한 5 월 29 일부터 31 일까지 Pacifico Yokohama (Yokohama City, Nishi-Ku)에서 개최 될 Polymer Science Society의 61 번째 연례 회의에서 개최 될 예정입니다

Sol-Gel Light Transfer를 사용한 광선 제거 수리의 간단한 이미지
Sol-Gel Light Transfer를 사용한 광 조정 수리의 개략도
(a) 광 조사 전 (손상, 겔 상태), (b) 자외선 조사 후 (손상 없음, Sol State),
(c) 가시 광선 조사 후 (손상 없음, 젤 상태)


개발의 사회적 배경

현재 소프트 바카라 룰로서의 겔은 식품, 화장품 및 산업량 껍질과 같은 광범위한 분야에서 사용되며 향후 더 적용될 것으로 예상됩니다 최근 몇 년 동안, 겔을 사용한자가 치유 바카라 룰는 구성 요소와 장비의 내구성을 향상시키고 수명을 늘려서 자원 절약 및 에너지 절약에 기여하기 위해 개발되었습니다 자가 치유 바카라 룰는 1) 실온 및 대기와 같은 온화한 환경에서 자조를 할 수 있고, 2) 피해를 복구하기 위해 외부 첨가제를 필요로하지 않으며 3) 반복적으로 수리 할 수 있어야합니다 또한, 실질적인 관점에서 볼 때, 짧은 시간에 자체 복장을 할 수있는 것이 중요하며, 자체 바카라 룰 바카라 룰에 적용될 수있는 우수한 특성을 가진 겔 바카라 룰에 대한 수요가 있습니다

연구 기록

AIST는 GEL 응용 분야에 중점을 두 었으며 다양한 겔화 제를 개발하기 위해 노력해 왔으며 최근에는 다양한 용매를 겔화 할 수있는 유기 전해질 올리고머를 개발하는 데 성공했습니다 (2007 년 5 월 25 일에 AIST Press의 애니메이션) 이와 병행하여, 우리는 새로운 겔 바카라 룰를 개발하는 것을 목표로하고, 중합체 입자 및 기타 물질이 액정에 분산되는 미세 입자/액정 복합 시스템을 생성 하였다Azobenzene우리는 파생 상품을 포함하는 광 반응성 바카라 룰를 개발했습니다 그리고 지금까지, 아조벤젠 유도체의 수가 증가했습니다sis-trans광 이성질체 화 반응을 이용함으로써, 미세 입자의 응집 상태 및 바카라 룰의 광학적 특성은 빛에 의해 성공적으로 제어된다 이러한 바카라 룰 기술을 결합함으로써, 우리는 액정 및 전단 변형을 통해 졸-겔 상태를 제어 할 수있는 겔 바카라 룰를 개발하여 액정에서자가 조직화 된 3 차원 네트워크 구조와 이들 구조를 통해 표현되는 겔 상태에 중점을 둡니다

연구 컨텐츠

미세 입자/액정 복합 시스템은 액정에서 3 차원 네트워크 구조를 형성함으로써 겔 상태를 형성 할 수 있지만, 이제 우리는이를 광 반응성 바카라 룰와 결합하여 광 및 전송을 통화하여 3 차원 네트워크 구조를 제어하는 광학 복원 바카라 룰를 결합하여 겔 상태를 형성 할 수 있다는 것이 알려져있다 소량의 아조 벤젠 유도체는 광 반응성 물질로서 사용되며, 아조 벤젠 유도체의 시스-트랜스 광 이성질체 화 반응은 졸-겔 전이를 겔 물질의 표면에 복구하기위한 원인을 유발한다 (도 1) 그림의 겔 바카라 룰 소량의 아조 벤젠 유도체 (약 1 mol%)가 용해되는 액정에서 중합체 미세 입자 (대략 20 wt%)를 분산시킴으로써 1을 제조 하였다 이 겔 바카라 룰의 표면에 다중 작은 긁힘 (깊이 : 약 2mm) (도 1A) 및 사용 된 액정 (355 ° C)의 위상 전이 온도보다 약간 낮은 온도에서 손상된 부분은 렌즈 또는 렌즈 또는 등의 온도보다 약간 낮은 온도로 감소 된 온도 (파장 : 365 nm)로 국부적으로 조사되었다 사용 된 액정 (355 ° C), 손상된 부분은 약 10 초 동안 자외선 (파장 : 365 nm)으로 국부적으로 조사되었고, 아조벤젠 유도체 유도체의 광 이성질체화 반응으로 인해 식별 된 부분에서 색상이 발생 하였다 동시에, 액정의 위상 구조는Nematic Phase등방성 위상11110_11398

미세 입자/액정 복합 겔에서 표면 손상의 광주기 사진 사진
그림 1 미세 입자/액정 복합 겔에서 표면 손상의 광선 제한
(a) 초기 상태, (b) 자외선 (조사 시간 : 약 10 초), (c) 가시 광선 조사 후 (조사 시간 : 약 10 초),
표면 손상을 수리 한 후 젤은 밤새 어두운 곳에 남겨져 색상을 복원합니다
실제 수리

저장 탄성 계수와 첨가 된 미세 입자의 농도 사이의 관계는 미세 입자/액정 복합 겔의 기본 특성 인 경도의 지표 인 미세 입자의 농도를 측정했습니다 (그림 2A) 이 젤 소재스토리지 탄성 계수첨가 된 미세 입자의 농도가 증가함에 따라 선형으로 증가하므로, 미세 입자의 농도에 따라 바카라 룰의 경도를 조정할 수 있습니다 스토리지 계수의 증가는 첨가 된 미세 입자의 양이 증가했기 때문에 3 차원 네트워크 구조가 더 강해집니다 현재 104 PA 이상의 저장 모듈러스가있는 젤 바카라 룰를 준비 할 수 있으며 모양을 유지하기에 충분합니다자기 지원(그림 2b, c)

저장 모듈러스와 미세 입자/액정 복합 겔의 미세 입자 농도 사이의 관계 그래프
그림 2 (a) 저장 탄성 계수와 미세 입자/액정 복합 겔의 미세 입자의 미세 입자 농도 사이의 관계,
(b) 자기 지지성 및 (c) (b) 미세 입자/액정 복합 겔 (추가 입자 농도 = 30 wt%)의 형성 특성

젤 바카라 룰는 일반적으로 큰 전단 변형이 적용될 때 겔 상태로 회복되지 않습니다 한편, 이번에 개발 된 겔 바카라 룰는 변형이 제거 되더라도 큰 상태의 바카라 룰에 큰 전단 변형이 적용될 때 즉시 겔 상태를 복원하기에 충분히 빠르다thixotropic표시됩니다 (그림 3) 작은 전단 변형 (■, 01%)의 경우, 저장 계수 (●)는손실 탄성 계수(▲)보다 크고 바카라 룰는 겔 상태 (●> ▲)에 있습니다 여기에 큰 전단 변형 (300%)이 적용되면 손실 모듈러스가 저장 계수보다 커지고 SOL 상태가됩니다 (▲> ●) 그러나 전단 변형이 다시 감소되면 (01%), 겔 상태가 즉시 복원되었습니다 (●> ▲) 이 물질에서, 미세 입자는 액정의 네마 틱 상 도메인 사이에 강하게 집계되어 3 차원 네트워크 구조를 형성한다 따라서 큰 변형이 적용 되더라도 3 차원 네트워크 구조가 완전히 파괴되지 않으며 변형이 제거되면 원래의 3 차원 네트워크 구조가 즉시 재구성되고 겔 상태가 복원되는 것으로 여겨진다 물을 용매로 사용하는 하이드로 겔 물질에서 유사한 현상이 발생하는 것으로 알려져 있지만, 액정과 같은 유기 용매를 사용하는 겔 물질에서는 드물며 이번에는 개발 된 물질의 특징이다

미세 입자/액정 복합 겔에서 빠른 핵 특성의 그래프
그림 3 미세 입자/액정 복합 겔에서의 고속 핵 특성

이시기에 개발 된 겔 바카라 룰는 광 자극으로 인한 졸-겔 전달을 사용하여 손상을 복구 할 수있을뿐만 아니라 고속 핵 특성을 나타낸다 이 겔 물질에 기초한 추가 개발에 의해,자가 치유 코팅 페인트의 개발이 개선되고 다양한 제품의 내구성이 증가하고 수명을 연장 할 수있을 것으로 예상된다

미래 계획

이번에 개발 된 겔 바카라 룰는 자외선에 반응하는 아조 벤젠 유도체를 사용하지만 다양한 파장의 빛으로 인한 손상을 복구하는 기능을 제공하기 위해 아조 벤젠 이외의 기능적 그룹을 사용하여 가시 및 적외선을 사용하여 졸-겔 상태에 대한 광 제어 기술에 대한 연구를 수행하고 있습니다 또한, 우리는 첨가 된 아조 벤젠 유도체의 양의 영향, 액정, 입자 크기 및 바카라 룰의 위상 구조 및 위상 전이 온도의 영향을 고려하고 있으며, 더 높은 온도 및 겔 물질에서 광 발전 될 수있는 겔을 개발할 계획이다 앞으로, 우리는 코팅 페인트를 포함한 다양한 산업 분야에 적용되는 것을 목표로하며,이 결과에 관심이있는 회사와의 공동 연구를 촉진 할 것입니다



터미널 설명

◆ 겔, 솔

분산 가능한 것이 3 차원 네트워크 구조를 형성하고 전체 시스템이 고체가되면 분산의 유동성이 손실되며 겔이라고합니다 전형적인 겔은 젤라틴이고 젤리는 분산 가능이 중합체 일 때 얻어 진 젤리입니다 한편, 분산 가능이 액체 분산 배지에 매달리고 유동성이 높은 액체 상태에있는 분산 시스템의 유형을 졸이라고한다 전형적인 졸은 우유이며, 이는 지방 및 단백질 입자로 분산됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 액정, 네마 틱 상, 등방성 상
액정은 길쭉한 막대 또는 평평한 디스크의 형태를 갖는 분자로 구성된 응집 상태이며, 분자가 한 방향으로 방향을 지정할 때, 이방성은 내화 지수와 같은 물리적 특성에서 발생합니다 네마 틱상은 액정 단계 중 하나입니다 분자의 방향 방향은 같은 순서이지만 무게 위치의 중심은 변하지 않습니다 한편, 등방성상은 중력 위치의 방향과 순서가 완전히 손실되는 액체 단계이다[참조로 돌아 가기]
◆ 사진 응답 바카라 룰
빛에 노출 될 때 특성이 변하는 바카라 룰에 대한 일반적인 용어 바카라 룰 변화의 광학적 특성 (색, 굴절률), 자기 특성, 용해도, 모양 등[참조로 돌아 가기]
◆ Photoisomerization 반응
특정 물질을 구성하는 원자의 수를 유지하면서 구조의 변화 (원자 연결 방식)를 이성질체화라고 하며이 반응은 빛 에너지로 인해 발생합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 전단 변형
스트레스는 바카라 룰에 측면으로 적용되며, 크기는 높이 길이에 대한 바카라 룰의 측면 변위의 백분율로 정의됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Azobenzene, CIS, Trans
Azobenzene은 광 이성질체화를 유발하는 전형적인 분자입니다 2 개의 질소 원자 사이의 이중 결합에 부착 된 2 개의 벤젠 고리를 트랜스 형태라고하며, 같은쪽에 부착 된 것은 CIS 형태라고합니다[참조로 돌아 가기]
아조벤젠의 화학식
◆ 저장 탄성 계수, 손실 탄성 계수
바카라 룰에 주어진 기계적 에너지의 저장 모듈러스는 바카라 룰가 에너지를 내부에 저장하는 능력에 해당하며 바카라 룰의 경도를 나타냅니다 한편, 손실 탄성 계수는 기계적 에너지를 열로 소산하는 능력 (점성 성분)에 해당하며, 바카라 룰의 유연성을 평가할 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 자기 지원
폴리머, 젤 등이 박막이나 작은 조각으로 성형 될 때, 경도가 충분하며 기질 없이도 모양을 유지할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ thixotropy
겔에 교반하거나 전단을 첨가하면 유동성 졸로 변하고 교반을 멈추고 내버려두면 다시 젤로 돌아갑니다 흉선화라고도합니다[참조로 돌아 가기]



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