“一压一拉”之间，液晶可以像变色龙一样轻松变色_风闻

研究人员用聚合物薄膜封装液晶，并实现了高度可控的液晶变色。

研究人员找到了拉伸液晶以产生不同颜色的方法。该技术可应用于智能涂层、传感器和可穿戴设备等。

受体温或情绪影响，变色龙的神经系统会引导含纳米晶体的皮肤组织扩张或收缩，从而改变纳米晶体发射光线的方式，使它们的皮肤变成“彩虹色”。

受此启发，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院（PME）的Juan de Pablo教授等制造了一种充满液晶液滴的聚合物薄膜，并确定了液晶变色传感系统的基本原理。

该系统可以用于智能涂层、传感器和可穿戴设备等。相关研究成果发布于7月10日的《科学进展》杂志中。

液晶具有独特的分子取向，已成为许多显示技术的基础。

de Pablo团队对手性液晶非常感兴趣。这种晶体具有扭转和不对称“手性”，光学行为更加有趣。

手性晶体还可以形成兼具液体和晶体特性的“蓝相晶体”，在某些情况下较液晶本身传输/反射可见光的性能更加突出。

研究人员认为，如果能够拉伸液晶，就可能产生更加广泛的光学效应。然而，直接拉伸液晶不太具有可行性。因此，研究人员将液晶液滴植入了聚合物薄膜中。

de Pablo解释说：“借助聚合物薄膜，我们对手性液晶进行了封装，并能以高度可控的方式使其产生形变。这使研究人员能够深入了解它们可能具有的属性。”

通过封装和形变控制，研究人员发现了液晶更多的分子构型（相）。拉伸方式的不同和温度变化，都会影响液晶颜色。

de Pablo说：“在纺织品中加入这类晶体，它就能获得体温变色或弯曲变色的功能。”这类变色系统也可以用于测定飞机机翼的应变，或者监测系统内的细微温度变化。

de Pablo表示，改变颜色是一种很好的远程测量方法，它相对来说比较“孤立”。他说：“你只需要看看设备的颜色，就知道材料的应变情况，并根据需要采取对策。例如，如果一个结构受到的压力过高，你可以根据颜色变化快速觉察到危险，然后进行修复。又或者，如果病人或运动员在运动过程中对身体的某个部位施加了过高的压力，康复师可以从织物上读取超负荷信息，然后向他们提出纠正建议。”

目前，尽管研究人员是用应变和温度控制材料的变色性质，但电压、磁场和声场也可能对其产生影响。这可能会促成另一些新设备的开发。de Pablo表示下阶段，将在不同的技术中进行应用。

编译：雷鑫宇

审稿：alone

责编：Max

期刊来源：《科学进展》

期刊编号：2375-2548

原文链接：

https://phys.org/news/2020-07-liquid-crystals-easy-to-read-color-changing-sensors.html

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