Experimental characterizations of the response of nematic liquid crystal droplets upon adsorption of nanoparticles from aqueous media

Nematik sıvı kristal damlacıkları, moleküler türlerin tespiti için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, sulu ortamdan nanopartiküllerin adsorpsiyonuna karşı mikrometre boyutlu nematik sıvı kristal damlacıklarının tepkisini araştırdık. Bu çalışmanın ilk bölümünde, ~100 nm çapında silika nanoparçacıkları sentezledik ve yüzeylerini düzlemsel veya homeotropik sıvı kristal çapalanmasına ve pH'a bağlı bir yüke sahip olacak şekilde değiştirdik. İkinci olarak, nanopartiküllerin sıvı kristal-sulu arayüze adsorpsiyonunu gerçekleştirdik ve sıvı kristal damlacıklarının adsorpsiyon üzerine tepkisini araştırdık. Nanopartiküllerin sıvı kristal-su arayüzlerine adsorpsiyonu ile yüzey çapalanmasındaki değişiklik ve bölgesel heterojenitelerin oluşumu ile tutarlı olarak damlacıkların yüzey işlevselliğine ve konsantrasyona bağlı konfigürasyonlarını gösterdik. Sonuçlarımıza göre, -COOH ile fonksiyonlanmış nanopartiküllerin (düzlemsel) adsorpsiyonu damlacık konfigürasyonlarında bir değişime neden olmazken, dimetiloktadesil [3-(trimetoksisilil) propil] amonyum klorür (DMOAP, homeotropik) ile fonksiyonlanmış nanopartiküllerin adsorpsiyonu ile damlacık konfigürasyonlarında bipolardan radyale geçiş görüldü. Elektrostatik etkileşimleri manipüle ederek, nanopartiküllerin fizikokimyasal özelliklerine erişim sağladık ve nanopartiküllerin sıvı kristal-su arayüzlerine adsorpsiyonunu kontrol ettik. Damlacık konfigürasyonlarında -COOH/DMOAP karışık tektabakaları ile işlevselleştirilmiş nanoparçacıkların adsorpsiyonunun neden olduğu geçici bir değişiklik olduğunu gösterdik. Bu sonuçlar, nano boyutlu türlerin tespiti, nanoparçacıkları sıvı kristaller ile birleştiren tespit uygulamaları ve karmaşık yapılara sahip anizotropik kompozit parçacıkların sentezi için yapılan çalışmalara bir temel sağlamaktadır.