使用RAFT控制PDLC分子量以達高效能電子窗簾之效果

Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT) 是一種高分子化的技術，藉由加入特定的化合物 (稱為RAFT劑)，能有效控制高分子化後高分子的鏈長。透過此技術，可改善在高分子分散型液晶 (PDLC)的散射效果甚而其光電特性，因此是一有利的技術。

 下圖為E7在不同分子量 (即不同鏈長)下之高分子網絡的散射效果與電壓之關係。

參考文獻：

Yinghan Wang, Effect of macro-RAFT agent on the morphology of polymer dispersed liquid crystals
Liquid Crystals, Volume 41, Issue 5, page 652 (2014)

液晶高分子—奇特的致動裝置

致動裝置（Actuator）是指能將其他能量轉換成機械運動的裝置，最常見的有一般的馬達（從電能轉換成機械能），內燃機（從化學能轉換），以及用壓電材料做的超聲波馬達（從電能轉換，應用於相機自動對焦）。

本文介紹一種以液晶為主體的致動裝置，能將熱能轉換成機械能。

利用液晶容易受熱而產生變化的特性，本實驗以光配向使得液晶呈現特殊的排列，再利用紫外光曝照生成高分子網絡，形成膠狀液晶。不同的排列形式在受到熱驅動下，將會產生不同的運動，如下圖所示：

圖中加熱膠狀液晶的方法是透過紅外光照射，因此也間接屬於光致動機。筆者推想，若沒有適當地吸熱措施，則回復時間將很長。

參考文獻：

Fernández, LIQUID-CRYSTAL POLYMERS: Exotic actuators, Nature Materials 12, 12 (2013)

費氏數列：一維光子晶體

藉由規則性排列高低折射率的介質，可以製作出各式的穿透譜線，其中最常見的是將高(H)低(L)折射率介質直接交替穿插，重複n層，表示如L(HL)n。為要達到高反射效果，各層的厚度長設計為等效光程等於λ/4[ref]。

本研究試圖將光子晶體的週期搭配費氏數列，以探討其造成的穿透譜線特性。

光致型液晶

naphopyran是一種具有雙鍵的化學結構，在適當光照下可以改變其分子結構。如下圖示，此分子存在"開式"與"閉式"兩種結構，而開型結構在可見光波段會吸收光線，因此此分子屬於光色變染料。

將此分子溶解於液晶中，會發現其開式分子會影響其相變點，如下圖式，而閉式則否，因此便可利用此特性實現光致液晶之調控。

下圖為在膽固醇型液晶中摻入此染料，適當地溫度，則在閉型時，沒有液晶向，染料也不吸收，呈現幾乎完全的穿透；在開型時，染料在可見光吸收，而膽固醇液晶的譜線落在紅外光區。

參考影片：
http://www.nature.com/nature/journal/v485/n7398/extref/nature11122-s2.mov

參考文獻：
Tamas Kosa, Light-induced liquid crystallinity, Nature 485, 347–349 (17 May 2012)

POLICRYPS: 以干涉方式曝光達到週期性排列的 (高分子/液晶) 結構，應用於光柵或一維光子晶體 (布拉格濾波器)

在一個含有高分子前驅物 (pre-polymer)的液晶系統中，透過適當地紫外光 (或可見光)干涉，可以在液晶盒中產生週期性的 高分子/液晶/高分子/液晶 結構，其層厚可達100 nm。光從側向入射時，這種結構便可作可調式光柵用途；從正向入射時，則可作為一維光子晶體使用 (由於是藉布拉格繞射原理，並有濾波效果，故又稱為布拉格濾波器)。

做光柵用途 (上圖)，可使得總穿透度 (綠色三角)、零階穿透度 (紅色圓點)、與一階穿透度 (藍色方塊)隨電壓變化。作布拉格濾波器 (下圖)，可使過濾波段隨電壓改變。

參考文獻：

POLICRYPS: a liquid crystal composed nano/microstructure with a wide range of optical and electro-optical applications

以光子晶體墨水製造全彩式反射顯示裝置

顯示裝置中，通常需使用彩色濾光片來達到紅藍綠的顯色效果，但在反射裝置裡無法不斷加強光源，濾光片顯色方式便較不值得考慮。

本研究提出了透過光子晶體晶格伸縮的方式，來達到布拉格反射峰調控，因此不需倚賴濾光片，即可達到全彩效果。

Kossel Diagram

Kossel Diagram (KD)是目前最常（也許也是唯一）用來確認藍相液晶結構的方式。

利用扭旋結構的光子晶體製造微型圓偏分光器

線偏光分光器（用以將垂直與水平偏振之光分開）通常是用有線性雙折射的天然晶體製造的，可以讓不同的偏振光朝不同方向射出。然而，自然界沒有對應的圓型雙折射材料。

我們[1]製造出了帶有旋性網絡的光子晶體，設計成稜鏡結構後，可將左旋與右旋的光線分開，期能應用於微光學系統中。

參考文獻

[1] Gu, Miniature chiral beamsplitter based on gyroid
photonic crystals, NPhoton 7(10), 801 (2013)

液晶球與電子窗簾

將濃度較高之聚合物單體（pre-polymer, 約大於 15 %）與液晶混合，並施以適當紫外光照時將會產生液晶球，液晶球與高分子的折射率不同，將會產生散射效果，並可應用於電子窗簾之製造。

以紫外光控制的光開關（三）─利用含偶氮苯結構的手性分子摻雜於向列型液晶

類似上一篇研究，本篇[1]亦是利用含偶氮苯結構的手性摻雜，來達到光調控效果。唯本報告使用了另一種手性分子，原理也不全相同。

以紫外光控制的光開關（二）─利用含偶氮苯結構的手性分子摻雜於向列型液晶

先前提到使用含偶氮苯結構的雜質加入液晶，利用順式與反式溶解度的不同，可達到僅靠紫外光照射的散射與透明狀態切換。

本篇則利用含偶氮苯結構的手性分子，其順式與反式之螺旋能的不同，來製作僅靠紫外光調控的光開關。

液晶光子晶體應用於多光子螢光顯微術

螢光物質具有特別的能階，當電子被光激發至這些能階時，會躍遷到一個次高的能階，再回到低能階，因此發出的光波長要比激發的波長更長（能量更低）。

以介電彈性體為基礎的致動裝置

致動器（actuator）是將能量轉換為可利用之機械能的裝置，例如電動馬達可將電能轉換為機械能，是一簡易的致動器。

摻雜DNA之液晶的光電效應

DNA是由核苷酸聚合成的大分子，除攜帶遺傳訊息外，科學家也發現它存在液晶相。本實驗[1]試圖將DNA單股（ss，即A、T、G、C）與雙股（ds，即AT、GC）螺旋摻雜入液晶5CB，我們得到以下結論：

使光慢下來的技術（三）─應用於精確測量都普勒效應

在運動中的光源，例如恆星，因其與觀察者具有相對運動，會使得觀察到的光譜線與相對於恆星靜止的觀察者不同─具有因都普勒效應而產生的偏移。