COLLOIDAL LIQUID CRYSTALS
COLLOIDAL LIQUID CRYSTALS

Colloïdale vloeibare kristallen

Vloeibare kristallen zijn een fascinerende staat van materie. Hoe leiden deeltjesvormen, zoals staafjes en bananen, tot de vorming van deze unieke fasen? We gebruiken microscopie om hun structuur en dynamica te onthullen.

Wanneer materie bestaat uit anisotroop gevormde bouwstenen, zoals staafvormige deeltjes, kunnen er bijkomende toestanden van materie ontstaan tussen de vloeibare en kristallijne staat. Deze toestanden worden vloeibaar-kristallijne fasen genoemd en ontstaan door de extra oriëntationele vrijheidsgraden die anisotrope bouwstenen bezitten. Als gevolg hiervan hebben vloeibaar-kristallijne fasen wel oriëntationele orde, maar geen (lange-afstands) positionele orde, en vertonen daardoor eigenschappen die tussen die van vloeistoffen en kristallen liggen. Vloeibare kristallen zijn een fascinerende staat van materie die we in ons dagelijks leven tegenkomen. Celmembranen in ons lichaam bevinden zich bijvoorbeeld in een vloeibaar-kristallijne staat, net als de functionele materialen die worden gebruikt in de schermen van tv's en computers.

Naast andere factoren heeft de vorm van de bouwstenen die vloeibare kristallen vormen – meestal langwerpige moleculen – een enorme invloed op hoe ze zich in verschillende fasen organiseren. Terwijl eenvoudige staafvormige moleculen slechts een handvol vloeibaar-kristallijne fasen vormen, vormen banaanvormige moleculen er meer dan vijftig. Deze ‘banaanfasen’ werden bijna 30 jaar geleden ontdekt en hebben sindsdien een ware ‘banaan-manie’ ontketend in het vakgebied van vloeibare kristallen.

In onze groep hebben we recentelijk zowel staafvormige als banaanvormige colloïdale deeltjes ontwikkeld van de fotoresist SU-8, die we gebruiken om colloïdale vloeibare kristallen te bestuderen. Met behulp van confocale microscopie en beeldanalysetechnieken bestuderen we op enkel-deeltjesniveau de invloed van de deeltjesvorm op de structuur en dynamica van verschillende soorten colloïdale vloeibare kristallen.

Bananen
Links: Confocaal beeld: splay-bend nematische fase (colloïdale bananen), boven gekleurd op oriëntatie. Rechts: Confocale beelden: vortexfase (polydisperse colloïdale bananen).

Contactinformatie

Meer informatie of vragen? Neem contact op met Roel Dullens.