CC BY
2ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ
АНАЛИЗ ОРИЕНТАЦИОННЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСИИ ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА В МИКРОФЛЮИДНОМ КАНАЛЕ В ПРИСУТСТВИИ КОМПОНЕНТОВ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ
Потапов О.А., Безруков А.Н., Галяметдинов Ю.Г.
Казанский национальный исследовательский технологический университет, 420075, г. Казань, ул. К. Маркса, 68 [email protected]
В последние годы значительный интерес исследователей привлекают системы на основе жидких кристаллов (ЖК) в микрофлюидных устройствах [1]. Подобные устройства, в частности, обладают потенциалом систем колориметрического измерения температуры [2], а также сенсоров различных соединений биологического происхождения для решения задач молекулярной диагностики [3].
В настоящей работе проанализированы условия формирования дисперсных систем на основе нема-тического жидкого кристалла №(4-метоксибензилиден)-4-бутиланилина (МББА) и водных растворов додецилсульфата натрия (ДДС) в микрофлюидном канале (Рис. 1). Изучено влияние добавок ДДС на ориентационные и оптические свойства микрокапель ЖК, иммобилизованных на стенках микроканала.
Установлены динамические параметры (расход водной и органической фаз) и концентрации ПАВ, соответствующие устойчивой генерации эмульсии ЖК в микроканале с возможностью иммобилизации капель ЖК на стенках микроканала. На основании результатов анализа изображений капель ЖК методом поляризационной микроскопии выявлено количественное соотношение между ориентацией молекул мезофазы на границе раздела ЖК-водная фаза, добавками ДДС и переходом от планарной к гомеотропной ориентации молекул ЖК с ростом концентрации ПАВ. Показано, что оптические свойства изученных ЖК-систем в водных растворах ПАВ демонстрируют чувствительность по отношению к введенному в микроканал раствору полиэлектролита (полидиаллилдиметиламмоний хлорид) концентрацией от 0,01 г/л.
Выявленные закономерности представляют интерес для разработки микрофлюидных устройств с интегрированной ЖК-матрицей как сенсоров компонентов коллоидных систем.
Рис. 1. Схема микрофлюидного устройства (а) и дисперсия МББА в водной среде (б) и при концентрации додецилсульфата натрия 3 ммоль/л (в) и 6 ммоль/л (г).
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ № 075-01508-23-00 и госзадания КФТИ ФИЦКазНЦРАН.
[1] Zhang L., Chen Q., Ma Y., Sun J. Microfluidic Methods for Fabrication and Engineering of Nanoparticle Drug Delivery Systems // ACS Applied Bio Materials, 2020. Vol. 3, No. 1. P. 107-120.
[2] Kim J. W., Oh Y., Lee S., Kim S. H. Thermochromic Microcapsules Containing Chiral Mesogens Enclosed by Hydrogel Shell for Colorimetric Temperature Reporters // Advanced Functional Materials, 2022. Vol. 32, No. 9. P. 2107275.
[3] L. Lin, W. Li, X. Wang, Y. Xie, Y. Li and Z. Wu, Functional Liquid Crystal Core/Hydrogel Shell Microcapsules for Monitoring Live Cells in a 3D Microenvironment, Analytical Chemistry, 2023, 95 (5), 2750-2756.
