Nanosystems Research Division, 바카라 커뮤니티 (Nakabachi Ryoji 의장) (이하 "AIST"라고 불림) Nanosystems Research Division [연구 부서 Yamaguchi Tomohiko] 소프트 토토 그룹 YamoTo Takuya 최고 책임자, 스마트 재료 총장 소프트 물질 모델링 그룹 후쿠다 주니치 (Fukuda Junichi) 최고 연구원 연구원 (마이크로 주름)와 같은 그루브에 제한LCD자발적으로 형성된 기간액정 정렬 구조가스 샘플에 있습니다Chirality (Palmness)광학 활성 바카라 주소and it지배적 인 손를 감지하는 데 사용될 수 있음이 밝혀졌습니다
이번에 개발 된 기술은 액정에 용해 된 가스 분자의 바카라 주소에 따라 마이크로 링클에서 액정의 정렬 구조가 변화하는 새로운 현상을 사용하며 가스 샘플이 액정에 분무 될 때 즉시 구조적 변화가 발생합니다편광 현미경만으로 쉽게 관찰 할 수 있습니다 따라서, 정상 온도에서 소량의 기체 샘플에서 바카라 주소을 빠르게 평가할 수있는 센서 시스템을 쉽게 구성 할 수 있습니다 따라서 향기, 환경 모니터링 등과 같은 휘발성 화학 물질의 분석에 적용될 것으로 예상됩니다
이 연구 결과의 세부 사항은 2014 년 4 월 30 일 (일본 시간)에 게시 될 예정입니다Nature Communications
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| 마이크로 린클 그루브에서 액정의 주기적 정렬 구조를 변경하여 광학 활성 가스 바카라 주소 감지 |
의약품, 향기, 화학 물질 및 살충제와 같은 광범위한 산업 분야에 관여하는 많은 물질은 광학 활동, 특히 유기 화합물을 가질 수 있습니다 이 중 휘발성 물질은 산림 및 바카라 주소 및 편견과 같은 기타 환경 조건과 같은 환경 조건을 나타내는 것으로 밝혀졌으며, 냄새 및 페로몬의 생리적 활동에 영향을 미칩니다 그러나, 이러한 휘발성 물질의 가스 샘플의 검출 및 분리 (광학 분해능)는 주로 비싸고 복잡한 분석 기술이 필요하며 간단한 탐지 기술이 필요하다 간단한 방법을 실용적으로 사용하는 경우 향기 및 화학 물질에 대한 간단한 스크리닝, 주택 및 자연 환경 모니터링 및 과학적 조사 및 임상 진단과 같은 휘발성 구성 요소 분석에 적용될 수 있으며 산업 및 사람들의 삶에 유익한 영향을 줄 수 있습니다
가스 샘플의 바카라 주소 분석을 위해, 우리는 이전에 살아있는 유기체의 후각 시스템을 모방 한 인공 가스 센서를 사용했습니다크로마토 그래피와 같은 정밀 분석 방법 개발되었습니다 그러나, 이들 기술은 검출 될 바카라 주소 중 하나의 사용을 포함한다광학 이성질체(지배적 인 손)과 밀접하게 상호 작용하는 필드는 미리 필요하며, 다양한 바카라 주소에 따라 상호 작용 필드를 설계, 합성 및 고정하기가 쉽지 않습니다 또 다른 문제는 탐지에는 석영 결정 공진기, 반도체 요소, 라이트 반사기 및 질량 분석기와 같은 비교적 복잡하고 비싼 장치가 필요하다는 것입니다
AIST는 그것을 쉽고 저렴하게 생산할 수있어 미세 모양을 쉽게 제어 할 수있었습니다자기 조직우리는 Microwrinkle을 사용하여 기능 재료를 연구하고 개발하고 있습니다 이 기사에서는 가스 샘플의 간단한 바카라 주소 분석을 위해 마이크로-링클 (2012 년 2 월 29 일 AIST 프레스에 의해 발표)에 갇힌 액정의 정렬 구조를 적용하는 작업을 수행했습니다 또한 LCD Field Function Emergence Research 팀 (Takahiro 장)은 LCD의 새로운 기능을 개발하고 연구 작업을 수행하기위한 교차 조직 팀으로 설립되었습니다
또한,이 연구 개발은 AIST의 운영 기금 보조금, 과학 연구 보조금 새로운 학술 현장 연구 (생물학적 표준 엔지니어링, 교육 문화, 스포츠, 과학 기술부) 및 학문적 연구 보조금 (과학 촉진을위한 기본 C, 일본 사회)을 통해 수행되었습니다
이번에 개발 된 기술에서, 자기 조립에 의해 형성된 표면 고르지 않은 구조 인 Microwrinkle은 액정 기판으로 사용됩니다 이 마이크로 링클은 고무 기판 상에 형성된 단단한 중합체 박막의 표면과 평행 한 방향으로 단색 압축 변형이 적용될 때 나타납니다 바카라 주소 센서는이 마이크로 링클의 홈에 사용됩니다Nematic LCD갇혀 있습니다 이 액정 정렬 구조에서, 오른손 영역 및 왼손 영역은 대략 같은 길이로 번갈아 반복된다 기체 샘플이 터질 때, 샘플의 광학 이성질체 바카라 주소는 액정으로 용해 될 것이며, 비틀림 방향의 영역 길이는 에너지 측면에서 유리하며 상대적으로 길어집니다 이 현상을 사용함으로써, 광학 활성 바카라 주소의 존재와 어떤 광학 이성질체인지 시각적으로 감지 할 수있다 또한,이 새로 발견 된이 현상은 가스 바카라 주소 및 이론적 모델의 동역학에 기초한 수치 계산을 통해 질적으로 설명 될 수있다 전형적인 액정에 대한 실제 반응 시간은 몇 초이며,이 기사에 사용 된 액정의 유효 두께는 약 1 마이크로 미터만큼 낮기 때문에 바카라 주소는 기체 상으로부터 용해되어 확산에 의해 농도를 균일하게 할 수 있음을 의미합니다 또한, 실질적으로 실질적으로 샘플을 기체 상태로 집중 시키거나 용해시키지 않고 직접 평가할 수 있다는 것이 매우 중요합니다
오른손 및 왼손잡이 액정의 국소 비틀림 구조의 영역은 다음과 같습니다민감한 컬러 보드가 장착 된 편광 현미경을 사용하여 관찰 된 채색은 파란색 또는 주황색으로 수행됩니다 따라서, 광학 활성 바카라 주소로 인한 액정 정렬 구조의 변화는 색상 (rYAl) (그림 1의 오른쪽)의 변화로 쉽게 볼 수 있습니다 또한, 각 바카라 주소에 대해, 이것은 청색 또는 주황색 영역이 비교적 길든 바카라 주소의 광학 이성질체를 구별하는 특성 중 하나입니다광학 회전미리, 우리는 바카라 주소의 광학 이성질체 혼합물의 긴 영역의 색을 간단히 살펴보면 어떤 광학 이성질체가 가장 흔한 지 알 수 있습니다
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| 그림 1 마이크로 링클 그루브에서 액정 정렬 구조의 주기적 변화에 의한 광학 활성 가스 바카라 주소의 감지 |
또한 방향 구조의 길이의 변화로 인해광학 순도의 정량적 평가 농도도 수행 할 수 있습니다 이를 위해 금액은 파란색과 주황색 영역의 길이의 차이에 비례합니다Z(불균형 정도의 지표)는 미세 이미지로부터 정량화된다 예를 들어, 인간이 느끼는 냄새는 서로 다르고 쥐에 대한 스트레스를 줄이는 효과에 차이가 있다고보고되었습니다 (+)Limonen및 (-) 리모넨은 다양한 농도 비율의 혼합 가스 샘플을 분무하여 얻어졌다 (광학 순도 : ee%)Z| 광학 순도에 따라 총 농도 및 스프레이 속도와 같은 동일한 조건 하에서 그림 2에 나와 있습니다Z가스 샘플이 변경되므로Z를 측정함으로써 가스 샘플의 광학 순도를 정량화 할 수 있습니다
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| 그림 2 광학 순도 (EE%)와 도입 된 리모넨 가스의 길이 사이의 잘못된 균형을 지표Z |
또한 그림 3에서 다음은 농도가 바뀌는 경우를 보여줍니다Z수평 축은 순수한 광학 활성 바카라 주소 (ee% = ± 100)의 포화 농도가 1으로 설정 될 때 상대적 농도를 보여줍니다Z농도 의존적이므로 물질의 농도는이 그래프에서 추정 될 수 있습니다 또한이 그림에서 광학 활성 바카라 주소의 유형에 따라 민감도가 다르다는 것을 알 수 있습니다 민감도의 차이는 바카라 주소의 포화 농도, 액정의 용해도 및 액정의 용해도입니다트위스트 유도 힘13479_13511β- 핀넨3 ppm,Carvon약 5 ppm이며 높은 감도로 감지 될 수 있습니다 또한, 그림의 그래프 3은 위의 볼록 곡선을 가지고 있으며, 이는 이론적 모델을 기반으로 한 수치 계산에 의해 질적으로 재현됩니다
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| 그림 3 : 다양한 가스의 상대적 농도와 길이가 부정확하게 불균형 한 정도의 지표Z관계 |
14166_14532액정의 결함 구조의 새로운 응답 성을 활용하는 원칙에 따라 외부 자극에 쉽게 반응합니다소프트 재료의 특성을 능숙하게 활용하는 예입니다
앞으로, 우리는 검출 가능한 광학 활성 바카라 주소의 수를 늘리고 다양성을 향상시키기 위해 천연 액정 및 실험 조건의 유형을 최적화 할 것입니다 또한, 우리는 천연 액정뿐만 아니라 다른 액정 단계에 대해서도 마이크로 링클에서 자체 조립 된 정렬 구조의 적용을 조사하고보다 독특한 센서 및 새로운 기능성 구성 요소를 목표로하는 연구에 대한 연구를 검토 할 것이다