Жидкокристаллические полимерные композиты с фото- и механическиуправляемыми оптическими свойствами

Ссылка для цитирования:

Баленко Н.В., Павлов С.Н., Шибаев В.П. Жидкокристаллические полимерные композиты с фото- и механически-управляемыми оптическими свойствами // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 3. С. 104–113. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-03-104-113

Balenko N.V., Pavlov S.N., Shibaev V.P. Liquid crystal polymer composites with photo- and mechanically controlled optical properties [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 3. P. 104–113. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-03-104-113

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Эластичные полимерные композиты на основе пластифицированного глицерином поливинилового спирта с диспергированными в нем каплями фоточувствительных холестерических жидких кристаллов. Цель работы. Получение новых композиционных материалов с фото- и механически-управляемыми оптическими свойствами. Установление влияния ультрафиолетового облучения и механической деформации на спектры селективного отражения пленками композитов. Метод. Пленки композитов облучались ультрафиолетовым лазерным излучением и деформировались с постоянной скоростью при непрерывной регистрации спектров селективного отражения. Изучалось влияние времени облучения и степени деформации на цвет пленок, проводилось сравнение механо-оптического поведения до и после облучения. Основные результаты. Облучение композитов вызывает сдвиг пика селективного отражения в коротковолновую область спектра на 27 нм. Деформация пленок облученного и необлученного композитов до 100% приводит к смещению пика селективного отражения на 60 нм в коротковолновую область спектра; процесс обратим, и после фиксации образца пик возвращается к исходному положению. Практическая значимость. Полученные результаты могут стать основой разработки нового поколения «умных» материалов, обладающих несколькими типами стимулчувствительности, которые могут найти применение в области записи и хранения информации, в датчиках деформации, защитных устройствах со скрытыми изображениями и других высокотехнологичных приложениях.

Ключевые слова:

селективное отражение света, холестерический жидкий кристалл, полимерный композит, механо-оптические свойства, фоточувствительность

Благодарность:

работа выполнена в рамках проекта «Современные проблемы химии и физико-химии высокомолекулярных соединений» (госбюджет, № АААА-А21-121011990022-4)

Коды OCIS: 160.3710, 160.5470, 140.0140, 310.6860

Список источников:

1. Shen W., Zhang H., Miao Z., et al. Recent progress in functional dye-doped liquid crystal devices // Adv. Funct. Mater. 2023. V. 33. № 6. P. 1–38. https://doi.org/10.1002/adfm.202210664
2. Шибаев В., Бобровский А. Жидкокристаллические полимеры: тенденции развития и фотоуправляемые материалы // Успехи химии. 2017. Т. 86. № 11. С. 1024–1072. https://doi.org/10.1070/RCR4747?locatt=label:RUSSIAN.
Shibaev V., Bobrovsky A. Liquid crystalline polymers: Development trends and photocontrollable materials // Russ. Chem. Rev. 2017. V. 86. № 11. P. 1024–1072. https://doi.org/10.1070/RCR4747
3. Balenko N., Shibaev V., Bobrovsky A. Mechanosensitive polymer-dispersed cholesteric liquid crystal composites based on various polymer matrices // Polymer. 2023. V. 281. P. 126119. https://doi.org/10.1016/ j.polymer.2023.126119
4. Беляев В.В., Чилая Г.С. Жидкие кристаллы в начале XXI века: монография. М.: ИИУ МГОУ, 2017. 144 с. ISBN 978-5-7017-2785-2.
Belyaev V.V., Chilaya G.S. Liquid crystals at the beginning of the XXI century [in Russian]. Moscow: Editorial Office of Moscow Region State University, 2017. 142 p. ISBN 978-5-7017-2785-2.
5. Шибаев В. Жидкокристаллические полимерные системы — от прошлого к настоящему // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2014. Т. 56. № 6. С. 593–630. https://doi.org/10.7868/S2308112014060091
Shibaev V. Liquid crystalline polymer systems: From the past to the present // Polymer Sci. Ser. A. 2014. V. 56. № 6. P. 593–630. https://doi.org/10.1134/S0965545X14060091
6. Kwon C., Nam S., Han S. Optical characteristics of stretchable chiral liquid crystal elastomer under multiaxial stretching // Adv. Funct. Mater. 2023. V. 33. № 46. P. 1–12. https://doi.org/10.1002/adfm.202304506
7. Fellert M., Hein R., Ryabchun A., et al. A multiresponsive ferrocene-based chiral overcrowded alkene twisting liquid crystals // Angew. Chem. Int. Ed. 2024. P. e202413047. https://doi.org/10.1002/anie.202413047
8. Ryabchun A., Bobrovsky A. Cholesteric liquid crystal materials for tunable diffractive optics // Adv. Opt. Mater. 2018. V. 6. № 15. P. 1800335. https://doi.org/10.1002/adom.201800335

9. Электронный ресурс URL: https://www.tech-journals.ru/journals/tech/12359-poisk-39-sentyabr-2024. html (Газета научного сообщества Поиск. № 39. 2024).
Online resource URL: https://www.tech-journals.ru/ journals/tech/12359-poisk-39-sentyabr-2024.html (Newspaper of the Scientific Community Search. № 39. 2024).
10. Bisoyi H.K., Li Q. Liquid crystals: Versatile selforganized smart soft materials // Chem. Rev. 2022. V. 122. № 5. P. 4887–4926. https://doi.org/10.1021/acs. chemrev.1c00761
11. Schenning A., Crawford G.P., Broer D.J., et al. Liquid crystal sensors (1st ed.). Boca Raton: CRC Press, 2017. 178 р. https://doi.org/10.1201/ 9781315120539
12. Clough J.M., Weder C., Schrettl S. Mechanochromism in structurally colored polymeric materials // Macromol. Rapid Commun. 2021. V. 42. № 1. P. 1–30. https:// doi.org/10.1002/marc.202000528
13. Shibaev P.V., Uhrlass R., Woodward S., et al. Mechanism of colour changes in stretchable cholesteric films // Liq. Cryst. 2010. V. 37. № 5. P. 587–592. https://doi.org/10.1080/02678291003710474.