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Facile Stratification-Enabled Emergent Hyper-Reflectivity in Cholesteric Liquid Crystals
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-12-15 , DOI: 10.1021/acsami.2c16938
Qunmei Wei 1 , Pengrong Lv 2 , Yang Zhang 1, 3 , Jiwen Zhang 1 , Zhuofan Qin 4 , Laurens T de Haan 1, 3 , Jiawen Chen 3 , Ding Wang 4 , Ben Bin Xu 4 , Dirk J Broer 1, 2 , Guofu Zhou 1, 3, 5 , Liming Ding 6 , Wei Zhao 1, 3
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2022-12-15 , DOI: 10.1021/acsami.2c16938
Qunmei Wei 1 , Pengrong Lv 2 , Yang Zhang 1, 3 , Jiwen Zhang 1 , Zhuofan Qin 4 , Laurens T de Haan 1, 3 , Jiawen Chen 3 , Ding Wang 4 , Ben Bin Xu 4 , Dirk J Broer 1, 2 , Guofu Zhou 1, 3, 5 , Liming Ding 6 , Wei Zhao 1, 3
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Cholesteric liquid crystals (CLCs) are chiral photonic materials with selective reflection in terms of wavelength and polarization. Helix engineering is often required in order to produce desired properties for CLC materials to be employed for beam steering, light diffraction, scattering, and adaptive or broadband reflection. Here, we demonstrate a novel photopolymerization-enforced stratification (PES)-based strategy to realize helix engineering in a chiral CLC system with initially one handedness of molecular rotation throughout the layer. PES plays a crucial role in driving the chiral dopant bundle consisting of two chiral dopants of opposite handedness to spontaneously phase separate and create a CLC bilayer structure that reflects left- and right-handed circularly polarized light (CPL). The initially hidden chiral information therefore becomes explicit, and hyper-reflectivity, i.e., reflecting both left- and right-handed CPL, successfully emerges from the designed CLC mixture. The PES mechanism can be applied to structure a wide range of liquid crystal (LC) and polymer materials. Moreover, the engineering strategy enables facile programming of the center wavelength of hyper-reflection, patterning, and incorporating stimuli-responsiveness in the optical device. Hence, the engineered hyper-reflective CLCs offer great promise for future applications, such as digital displays, lasing, optical storage, and smart windows.
中文翻译:
胆甾型液晶中易于分层的紧急超反射率
胆甾相液晶 (CLC) 是一种在波长和偏振方面具有选择性反射的手性光子材料。通常需要螺旋工程,以便为 CLC 材料产生所需的特性,以用于光束控制、光衍射、散射和自适应或宽带反射。在这里,我们展示了一种新的基于光聚合强制分层 (PES) 的策略,以在手性 CLC 系统中实现螺旋工程,最初在整个层中具有分子旋转的单手性。PES 在驱动由两种手性相反旋性的手性掺杂剂组成的手性掺杂剂束自发相分离并产生反射左手和右手圆偏振光 (CPL) 的 CLC 双层结构方面起着至关重要的作用。因此,最初隐藏的手性信息变得明确,并且超反射性,即反映左手和右手 CPL,成功地从设计的 CLC 混合物中出现。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。
更新日期:2022-12-15
中文翻译:
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胆甾型液晶中易于分层的紧急超反射率
胆甾相液晶 (CLC) 是一种在波长和偏振方面具有选择性反射的手性光子材料。通常需要螺旋工程,以便为 CLC 材料产生所需的特性,以用于光束控制、光衍射、散射和自适应或宽带反射。在这里,我们展示了一种新的基于光聚合强制分层 (PES) 的策略,以在手性 CLC 系统中实现螺旋工程,最初在整个层中具有分子旋转的单手性。PES 在驱动由两种手性相反旋性的手性掺杂剂组成的手性掺杂剂束自发相分离并产生反射左手和右手圆偏振光 (CPL) 的 CLC 双层结构方面起着至关重要的作用。因此,最初隐藏的手性信息变得明确,并且超反射性,即反映左手和右手 CPL,成功地从设计的 CLC 混合物中出现。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。PES 机制可应用于构建各种液晶 (LC) 和聚合物材料。此外,该工程策略能够轻松编程超反射、图案化的中心波长,并在光学设备中结合刺激响应性。因此,工程化的超反射 CLC 为未来的应用提供了广阔的前景,例如数字显示、激光、光存储和智能窗户。