孔洞氧化矽材料對向列型液晶性質之效應

Abstract

自然界有?多複雜的生物結構是高度結合的有機物與無機物，如生物體中的骨頭、牙齒以及海洋中的海藻、貝類等，有機—無機複合材料，是經由分子自組裝過程形成各種階層式結構，本研究模擬自然界生物成礦行為以合成有機—無機複合材料，探討有機界面活性劑分子與無機物分子的自組裝行為，並製備具有螺旋型態的孔洞氧化矽材料。利用材料具有孔洞且構型為螺旋狀的特點，和液晶分子混合，做成簡易液晶顯示器，材料上的孔洞使液晶分子可以和材料之間產生錨定力，加上其構型為長條螺旋狀，可以將向列型液晶相切割成更多的散射區塊，達到降低光穿透度的效果，提升顯示器的對比度。 研究中成?地利用陽離子界面活性劑(C16TMAB或C18TMACl) 和助界面活性劑(水楊酸或SDS)在特定比例下，和TEOS經過簡單的混合攪拌，即可合成出螺旋狀的孔洞氧化矽材料。以水楊酸當助界面活性劑的螺旋氧化矽長度約數微米至數十微米，管徑約100 nm，表面積約460 m2/g，孔徑約2 5 nm，；以SDS當助界面活性劑的螺旋氧化矽長度約數十微米至數百微米，管徑約400 nm，表面積高達930 m2/g，孔徑2 7 nm。將螺旋狀氧化矽和5CB液晶分子混合，製成簡易的顯示器，施加電壓便可操控顯示器的穿透度，中孔洞螺旋狀氧化矽產物施加電壓後穿透度高達85％，關電壓後回復百分比37％，而微孔洞螺旋狀氧化矽產物施加電壓後，穿透度約78％，關電壓後回復百分比93％。 本論文另一部分是探討添加的孔洞氧化矽材料構型、孔徑、顆粒大小均對液晶顯示器的光學性質的影響，這些變因彼此交互影響。為了瞭解孔徑對顯示器的影響，用粒徑均一且孔洞可控制的氧化矽空心球當作添加材。以500 nm壓克力模板球為硬模板，合成出氧化矽空心球，藉由使用不同的表面活性劑改變空心球的孔徑，製成簡易液晶顯示器，發現孔徑大小相同的空心球，液晶行為也相似，顯示器施加電壓前、後會有相同的穿透度。微孔的樣品施加電壓後，也無法有高的穿透度、且回復力不好(穿透度最高58％，回復百分比2 5％)；孔徑2 0 nm以上的樣品穿透度都超過90％，回復百分比70％。

Date of Award	2016 Jul 6
Original language	Chinese
Supervisor	Hong-Ping Lin (Supervisor)