液晶の最も重要な特性の1つは、秩序化された構造を形成する能力です。この順序は、材料の光学特性と、ディスプレイやその他のデバイスとして機能する能力に不可欠です。
液晶に最初に最初に登場する方法は、何十年もの間、議論と研究のトピックでした。現在、コロラド大学ボルダー大学と国立標準技術研究所（NIST）の研究者チームは、強力なX線技術を使用して、順序付けプロセスの最初の直接画像をキャプチャしました。
この研究は、Nature Communications誌に掲載されました。
研究者は、X線光子相関分光法（XPCS）と呼ばれる手法を使用して、液晶の秩序プロセスを研究しました。 XPCSは、研究者がナノスケールの材料のダイナミクスを測定できるようにする手法です。
彼らの実験では、研究者は液晶のサンプルを液体から結晶相に移行するポイントのすぐ下の温度まで加熱しました。次に、XPCを使用して、液晶分子の密度の変動を測定し、結晶構造に秩序を秩序化し始めました。
研究者のXPCS測定では、液晶の秩序化プロセスが2つのステップで発生することが明らかになりました。最初のステップでは、分子は液体全体にランダムに分布する小さな順序付けられたクラスターを形成します。 2番目のステップでは、これらの小さなクラスターが成長して一緒に融合し、最終的には1つの大きな秩序化されたクリスタルを形成します。
研究者は、単結晶の形成前のクラスターの形成は、液晶分子が隣人と整合する傾向が強いという事実によると考えています。この傾向は、小さな秩序化されたクラスターの形成につながり、それが単結晶の成長のための核形成部位として機能します。
研究者の発見は、液晶ベースのデバイスの設計と開発に重要な意味を持っています。液晶で秩序がどのように現れるかを理解することにより、研究者は、パフォーマンスを向上させたこれらの材料と設計デバイスの光学特性をよりよく制御できます。
参照
この論文は、https：//www.nature.com/articles/S41467-023-36317-0にあります
コロラド大学のアクセシブルなニュース記事、ボルダーはhttps：//www.colorado.edu/today/2023/03/14/ordering-liquid-crystals-revealedにあります
