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具有新的光學(xué)和電學(xué)特性的液晶納米環(huán)  納米孔陣列中碟狀環(huán)的量子化自組裝圖。（圖片來(lái)源：漢堡哈爾堡技術(shù)大學(xué)的A. Zantop，M. Mazza，K. Sentker，P. Huber，Max-Planck） 科學(xué)家們已經(jīng)研究了一種特殊形式的液晶，這種液晶是由稱為碟狀液晶的碟狀分子組成的。在這些材料中，碟狀分子可以自己形成高的導(dǎo)電柱，高導(dǎo)電柱由碟狀分子像硬幣一樣堆疊起來(lái)所形成。研究人員在硅酸鹽玻璃的納米孔中填充碟狀液晶。圓柱形孔的直徑僅為17納米（百萬(wàn)分之一毫米），深度為0.36毫米。 在上述硅酸鹽玻璃的納米孔中，液晶被加熱到大約100攝氏度，然后緩慢冷卻。最初紊亂的碟盤分子形成了像圓形彎曲柱一樣排列的同心環(huán)。從孔的邊緣開始，一個(gè)接一個(gè)地依次逐漸形成，隨著溫度逐漸降低，直到大約70攝氏度，孔的整個(gè)橫截面被同心環(huán)填充。重新加熱后，環(huán)再次逐漸消失。 這種在密閉液晶中的分子結(jié)構(gòu)的變化可以用X射線衍射方法作為高精度的溫度監(jiān)測(cè)，合作者和德國(guó)電子同步加速器研究所（DESY）的科學(xué)家Milena Lippmann說(shuō)到，他在PETRA III項(xiàng)目中準(zhǔn)備并參與了高分辨率衍射光束線P08的實(shí)驗(yàn)。 哥廷根馬克斯·普朗克動(dòng)力與自組織研究所的Marco Mazza說(shuō)，“對(duì)稱與限制的結(jié)合引起了意想不到的新相變”，該研究過(guò)程用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行建模的。為此，MPI科學(xué)家Arne Zantop設(shè)計(jì)了一種理論和數(shù)值模型，用于證實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并幫助解釋這些納米封閉液晶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在特征溫度下，單個(gè)的環(huán)會(huì)逐步形成。TUHH的主要作者Kathrin Sentker強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“這使得我們可以通過(guò)溫度的微小變化來(lái)打開和關(guān)閉各個(gè)納米環(huán)。 通過(guò)激光光學(xué)實(shí)驗(yàn)中令人驚訝的階躍信號(hào)變化，她已經(jīng)注意到這一現(xiàn)象。盡管這種量子化的變化通常只發(fā)生在非常低的溫度下，但液晶系統(tǒng)顯示出這種量子行為已經(jīng)遠(yuǎn)高于室溫。 由于盤狀液晶的光電特性隨著分子柱的形成而變化，因此納米孔密封變體是設(shè)計(jì)新型光學(xué)超材料的有前景的候選材料，其性質(zhì)可通過(guò)溫度逐步控制。德國(guó)聯(lián)邦材料研究與測(cè)試研究所BAM的合作者AndreasSchönhals解釋說(shuō)，所研究的納米結(jié)構(gòu)也可能導(dǎo)致在有機(jī)半導(dǎo)體領(lǐng)域的新應(yīng)用，例如溫度可切換的納米線。該研究和測(cè)試的德國(guó)聯(lián)邦材料研究與測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)這些系統(tǒng)的熱電特性感興趣。 首席研究員Huber解釋說(shuō)：“這一現(xiàn)象構(gòu)成了一個(gè)很好的例子，說(shuō)明多功能軟物質(zhì)如何適應(yīng)極端的空間限制，以及這將如何導(dǎo)致物理學(xué)的新見解，以及功能納米材料自組織的新設(shè)計(jì)和控制原理。 來(lái)自柏林Helmholtz-Zentrum（HZB）和波蘭的Czestochowa技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家也參與了這項(xiàng)研究。 Sentker和Huber是合作研究計(jì)劃SFB 986“多尺度材料系統(tǒng)”的成員，該系統(tǒng)致力于設(shè)計(jì)具有量身定制的機(jī)械，電子和光子特性的材料。它匯集了漢堡大都市區(qū)的材料研究能力，并由德國(guó)中央自治研究基金組織德意志研究聯(lián)合會(huì)（DFG）資助。  原文鏈接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=49329.php
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