Die Forschungsgruppe von Yu Haifeng, University of Technology, hat Fortschritte beim Aufbau einer mehrstufigen Mikrostruktur aus Flüssigkristall- und Polymerverbundwerkstoffen und der Photoregulation erzielt

[Zusammenfassung] Die mehrstufige Mikrophasenstruktur von Flüssigkristall- und Polymerverbundwerkstoffen bietet potenzielle Anwendungsaussichten in den Bereichen Nano-Template, Nano-Druck und Informationsfälschungsschutz und hat in den letzten Jahren bei Forschern großes Interesse geweckt. Aufgrund der Stimulationsreaktionseigenschaften von Flüssigkristallelementen kann die Einführung von Flüssigkristallen als funktionelle Gruppe in Blockcopolymere die Herstellung und Regulierung großflächiger strukturierter Nanostrukturen ermöglichen.

Die mehrstufige Mikrophasenstruktur von Flüssigkristall- und Polymerkompositen bietet potenzielle Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Nanotemplate, Nanodruck und Informationsfälschungsschutz und hat in den letzten Jahren großes Interesse in der Forschung geweckt. Aufgrund der Stimulationsreaktionseigenschaften von Flüssigkristallelementen kann die Einführung von Flüssigkristallen als funktionelle Gruppe in Blockcopolymere die Herstellung und Steuerung großflächiger strukturierter Nanostrukturen ermöglichen. Die Untersuchung mehrstufiger Mikro- und Nanostrukturen von Flüssigkristall- und Polymerkompositen birgt jedoch noch einige Schwierigkeiten. Erstens besteht mit der Entwicklung der Nanotechnologie ein dringenderer Bedarf an Nanogeräten mit komplexeren und feineren Strukturen in der Nanowissenschaft. Daher ist die Konstruktion mehrstufiger Nanostrukturen zu einem Forschungsproblem und -schwerpunkt im Bereich der Polymerkomposite geworden. Zweitens ist es nach wie vor eine Herausforderung, diese komplexen Nanostrukturen bei Raumtemperatur schnell, reversibel und präzise zu steuern. Kürzlich hat die Forschungsgruppe von Yu Haifeng von der School of Engineering der Peking-Universität entsprechende Lösungen für die beiden oben genannten Probleme vorgeschlagen.

Basierend auf früheren Arbeiten wurde die Harnstoffbindung in ein Flüssigkristall-Blockcopolymer mit Azobenzol-Flüssigkristalleinheiten eingeführt. Im Prozess der Mikrophasentrennung kann die Harnstoffbindung Wasserstoffbrücken mit der dispergierten und der kontinuierlichen Phase des Flüssigkristall-Blockcopolymers bilden. Die Kombination aus supramolekularer Bindung und der Hemmung jedes Blocks im Blockcopolymer beeinflusst den Kristallisationsprozess der dispergierten Phasenkomponenten beim Abkühlen von isotroper Temperatur auf Raumtemperatur während des Temperns und erzeugt so einen Phasenbereich, in dem amorphe und kristalline Bereiche nebeneinander existieren. Da keine Dotierung verwendet wurde, nutzte das Forschungsteam nur die Wasserstoffbrücken zwischen dem Flüssigkristall und dem Polymer selbst und gelang die Konstruktion von Nanostrukturen mit einer Größe von weniger als 10 nm. Die Arbeit wurde in Macromolecular Rapid Communications veröffentlicht.