下一代电视和计算机屏幕：创造光学活性聚合物

简介：

       Tsukuba大学的一位研究人员介绍了一种获得螺旋结构共轭聚合物的新方法。通过使用扭曲液晶作为模板，所得到的聚合物能够将线偏振光转换为圆偏振光。这项工作可用于下一代电视和计算机屏幕。

       Tsukuba大学纯科学与应用科学学院的一位科学家开发了一种方法，可以生产出具有螺旋结构的导电聚合物。通过使用液晶作为模板，他能够生产出光学活性聚合物，可以将光转换为圆偏振。这种方法可能有助于降低智能显示器的成本。

       近年来，电视机的尺寸大幅扩大，而价格却有所下降。这主要是由于采用了有机发光器件（OLED），这是一种碳基聚合物，可以在可调光波长下发光。这些共轭聚合物具有交替的单键和双键，都具有导电性，并且其颜色可以通过与其他分子的化学掺杂来控制。它们的氧化状态也可以使用影响其着色的电压快速切换。然而，未来的发展可能需要新材料来利用其他类型的光学特性，例如圆偏振。

       sukuba大学的一位研究人员介绍了一种利用牺牲液晶模板制造锁定在螺旋结构中的聚合物的技术。“这种具有光学活性和发光功能的聚合物可以发射圆偏振光，”作者Hiromasa Goto教授说。在这个过程中，液晶分子最初是直的结构。单体分子的加入使液晶扭曲成螺旋状。这会在结构上留下“手性”或惯用手的印记，使其定向为顺时针或逆时针。施加电压，引发单体聚合。然后移除液晶模板，使聚合物冻结在螺旋形状。通过打破镜像对称性，聚合物能够将线偏振光转换为圆偏振光。聚合物中的furan 环不仅有助于导电性，还有助于稳定螺旋结构。

图：液晶分子转换过程示意图

       Goto教授说：“环之间的pi堆积相互作用允许聚合物聚集成高度有序的手性体系。”使用圆二色谱吸收光谱对所得聚合物进行测试，发现其在可见光波长下具有很强的光学活性。该工艺的未来应用可能包括更便宜、更节能的电子显示器。

[1] Hiromasa Goto. Reaction field induction self-amplification optical activity during polymerization in liquid crystal. Molecular Crystals and Liquid Crystals, 2022; 1 DOI: 10.1080/15421406.2022.2073421