Details

Autor(en) / Beteiligte

• Pschyklenk, Lukas
• Tiemann, Michael[Akademischer Betreuer]
• Kaul, Peter[Akademischer Betreuer]

Titel

Die Einkapselung reaktiver, chiral-nematischer Flüssigkristalle mittels koaxialem Elektrospinnen zur optischen Gassensorik : = Encapsulation of reactive, chiral-nematic liquid crystals using coaxial electrospinning for optical gas sensing

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2024

Link zum Volltext

• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)
• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)

Link zu anderen Inhalten

• Volltext
• Volltext

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 09.04.2024
• Open Access
• ger: In der vorliegenden Arbeit werden die nematischen Flüssigkristallgemische (E7 und E8) zum Zwecke der Gassensorik mit einer reaktiven, optisch aktiven Substanz dotiert. Die Dotierung verursacht die Ausbildung einer chiral-nematischen Phase, die einen eindimensionalen photonischen Kristall mit Reflexionsmaxima im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums erzeugt. Infolge einer chemischen Reaktion des Dotiermittels mit dem einem Analyten, ändert sich mit seiner chemischen Zusammensetzung auch dessen helical twisting power (HTP). Diese Änderung verursacht eine Verschiebung des reflektierten Wellenlängenbereichs, was als Änderung der farblichen Erscheinung mit dem bloßen Auge wahrgenommen werden kann. In dieser Arbeit wird das koaxiale Elektrospinnen verwendet, um Flüssigkristalle in Polymerfasern von wenigen Mikrometern Durchmesser einzukapseln. Der Vergleich zwischen eingekapseltem und nicht eingekapseltem dotierten Flüssigkristall wird mit einer dafür entwickelten Reaktionskammer UV/VIS-spektroskopisch durchgeführt. Die ablaufenden Reaktionen werden mittels FTIR-Spektroskopie untersucht. Die Fasern und die verwendeten Flüssigkristalle werden lichtmikroskopisch charakterisiert. Es werden zusätzlich Möglichkeiten untersucht die Wasserbeständigkeit der hergestellten Fasern zu verbessern, um ihre Eignung für künftige technische Anwendungen zu steigern. Hierzu wird das triaxiale Elektrospinnen verwendet, um die Fasern mit einer zusätzlichen wasserbeständigen Polymerhülle zu überziehen. Es wird zudem die Möglichkeit untersucht koaxial gesponnene Fasern nachträglich zu vernetzen, um so eine Wasserfestigkeit zu erzielen.
• eng: In this work, nematic liquid crystal mixtures (E7 and E8) are doped with a reactive, optically active substance for gas sensing purposes. The doping induces the formation of a chiral-nematic phase, which acts as a one-dimensional photonic crystal with reflection maxima in the visible range of the electromagnetic spectrum. As a result of a chemical reaction of the dopant with an analyte, its helical twisting power (HTP) changes with its chemical composition. This change causes a shift in the reflected wavelength range, which can be perceived as a change in color appearance with the naked eye. In this work, coaxial electrospinning is used to encapsulate liquid crystals in polymer fibers with diameters of a few micrometers. A comparison between encapsulated and non-encapsulated doped liquid crystal is conducted using a specially developed reaction chamber for UV/VIS spectroscopy. The ongoing reactions are investigated using FTIR spectroscopy. The fibers and the liquid crystals used are characterized using light microscopy. Additionally, the possibilities of improving the water resistance of the produced fibers to enhance their suitability for future technical applications are explored. For this purpose, triaxial electrospinning is used to coat the fibers with an additional water-resistant polymer shell. The possibility of cross-linking coaxially spun fibers post-production to achieve water resistance is also investigated.