Выводы по изученным источникам
В наше время создано множество пористых структур, основные из которых:
· Мембраны, созданные на основе анодированного оксида алюминия
· Щелевой кремний
· Пористые стекла
· Пористые полиэтилентерефталатные пленки (ПЭТФ пленки) или трековые мембраны
· Полимер Диспергированный Жидкий Кристалл (
)
· Полимерная Жидкокристаллическая решетка (
)
Мембраны анодированного алюминия
Структура представляет собой гексагональную упаковку цилиндрических пор, расположенных перпендикулярно плоскости пленки. Изготавливается методом электрохимического травления. Отличительная особенность в том, что пористость и радиус пор возможно варьировать в процессе производства, получая тем самым пленку с точно заданными параметрами пор. Анодирование алюминия происходит под действием кислоты (щавелевая, серная, фосфорная), образуется оксидная пленка на поверхности. С увеличением времени травления пленка протравливается внутрь и образуются поры, которые так же увеличиваются в размере при увеличении времени травления. На краях пор так же образуется оксидная пленка.
Пористый оксид обычно проявляет гексагональную упаковку ячеек цилиндрической формы, направленных перпендикулярно плоскости.Иногда для увеличения степени периодичности и пористости создают трафарет с иголками, который прикладывают к пленке, создаются углубления. Таким образом травление начинается в определенных местах. После этого срезают пленку (2-3 мкм), что позволяет создать форму пор с заданным направлением и периодическим расположением.
Рисунок 1 – анодированный алюминий, вид сверху
Создание таких пленок чрезвычайно затратно в связи с использованием сверхчистого алюминия (99,999%)
Щелевой кремний
Его создают с помощью анизотропного щелочного травления пластины кремния через окисную или нитридную маску пир прецизионной ориентации длинных и узких окон вдоль следа плоскостей. Поры в кремне получаются при обработке монокристаллического кремня методом анодной электрохимической обработки. Поры начинают формироваться на поверхности пластины и с течением времени травления углубляются внутрь. Таким образом возможно создать толщину пленки от нескольких сотен микрометров.
Рисунок 2 SEM-фотография щелевого кремния
Данные два материала можно отнести к двумерным фотонным кристаллам
Пористые стекла
Характеризуются в первую очередь случайным распространением пор. Эти стекла получаются методом сквозного выщелачивания. В данных стеклах натрийборатная фаза выщелачивается и остается только каркас из 
.
Рисунок 3 SEM-фотография пористого стекла
Полиэтилентерефталатные пленки (трековые мембраны)
Создаются методом бомбардирования тяжелыми ионами ПЭТФ пленки, после чего производится химическое травление пленки для получения пор заданного радиуса. После такой обработки поры оказываются расположены нормально к плоскости пленки, однако распределение пор носит случайный характер. Однако при изменении методики бомбардирования пленки возможно получение заданной периодичности при условии равенства радиусов пор. Одной из особенностей данного материала является то, что возможно создание пор различной формы (бутылкообразная, цилиндрическая, коническая)
а) б)
Рисунок 4 ПЭТФ пленка а)Вид сбоку б) Вид сверху
Рисунок 5 ПЭТФ пленка, полученная с использованием синхронного пучка. Средний радиус 300 нм
Полимер Диспергированный Жидкий Кристалл ( )
Представляет из себя пленку, внутри которой располагаются изолированные капли ЖК. Радиусы капель, а соответственно и количество ЖК в этих каплях может значительно различаться от субмикронных размеров до нескольких микрон. Метод создания таких пленок основан на разделении фаз ЖК-полимер. Например существуют следующие способы изготовления: полимеризация вынужденного разделения фаз (Polymerisation induced phase separation (PIPS)), полимеризация термически индуцированного разделения фаз (Thermally induced phase separation (TIPS)), полимеризация из раствора (Solvent-induced phase separation (SIPS)).
Рисунок 6 Структура PDLC
Полимерная жидкокристаллическая решетка ( )
Данный материал получается облучением однородной смеси нематического ЖК, мономера и молекул отвердителя через интерференционную решетку или ультрафиолет. Периодичность может быть легко изменение от 200 нм до 15 мкм
Рисунок 7 Структура POLICYPS
и малопригодны для исследования влияний поверхностной явлений на молекулы ЖК из-за того, что невозможно влиять на физические условия на границе раздела ЖК- полимер.
В наше время были достоверно установлено влияние пространственных ограничений со стороны пористого материала на такие свойства жидкого кристалла, как температура фазового перехода, критические показатели теплоемкости, связанные в том числе и с начальным положением (ориентацией) нематического ЖК в поре. Для таких неоднородностей как сфера эллипс и цилиндр были получены расчеты и построена феноменологическая модель. Поведение в неоднородностях такой формы может быть описано с помощью зависимости тензора параметра порядка от пространственных координат. Соответственно объектом исследования следует выбрать полимерные материалы, которые удовлетворят условию наличия неоднородностей правильной формы. К таким материалам можно отнести полиэтилентерефталатные пленки (ПЭТФ пленки), которые и были выбраны в качестве объекта исследования. Однако следует заметить, что поскольку поверхностное взаимодействие полимерной матрицы с ЖК отличается от взаимодействия ЖК с твердым телом, результаты экспериментов и теорию невозможно будет перенести на случай взаимодействия ЖК-твердое тело (на границе ЖК-полимер будет наблюдаться меньшее значение энергии сцепления).Известно, что различные энергии сцепления и радиусы пор влияют на фазовые диаграммы и физические свойства пространственно ограниченных структур. Данные свойства можно использовать например для термического или электрического управления оптическими свойствами ЖК, заполненного в пористый материал при использовании его в качестве волновода.