Liquid crystals (LCs) have been employed to derive tunable physical properties that arise dynamically from their intrinsic properties in response to external stimuli, which can serve as templates for aligning functional guest materials. One of the ways to use liquid crystal templates is to grow oriented polymers by aligning monomers. We fabricate patterned fiber arrays in electrically modulated nematic liquid crystal molds using a chemical vapor deposition polymerization (CVP) method. Under an electric field, the induced fault structure with the number of turns $-1/2$ contains periodic zigzag displacement lines. It is known that liquid crystal defect structures can trap guest materials such as particles and chemicals. However, the resulting fibers grow along the liquid crystal orientation rather than being trapped in defects. To demonstrate the versatility of our platform, nanofibers were fabricated at different scales with patterned electrodes representing the alphabet letters “CVP”. Additionally, semi-fluorinated moieties were added to the fibers to create a hydrophobic surface, and it was confirmed that patterned fiber arrays can improve both the hydrophilic and hydrophobic properties of the surface. The resulting orientation-controlled fibers are used in controllable smart surfaces that can be used in sensors, electronics, photonics, and biomimetic surfaces.
액정은 외부 자극에 반응하는 고유한 특성에서 동적으로 발생하는 조정 가능한 물리적 특성을 유도하기 위해 채택되었으며, 이를 통해 기능성 게스트 재료를 정렬하기 위한 주형이 될 수 있습니다. 액정 주형의 활용 방법 중 하나라 단량체를 정렬시켜 배향된 고분자를 성장시키는 것입니다. 우리는 화학적 증기 중합 방법을 사용하여 전기적으로 변조된 네마틱 액정 주형에서 패턴화된 섬유 어레이를 제작합니다. 전기장 하에서 권선 수가 $-1/2$인 유도 결함 구조에는 주기적인 지그재그 변위선이 포함되어 있습니다. 액정 결함 구조는 입자 및 화학 물질과 같은 게스트 재료를 가둘 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 생성된 섬유는 결함에 갇히지 않고 액정 배향을 따라 성장합니다. 우리 플랫폼의 다양성을 보여주기 위해 나노섬유는 알파벳 문자 "CVP"를 나타내는 패턴 전극과 서로 다른 스케일에서 제작되었습니다. 또한 반불소화 부분을 섬유에 첨가하여 소수성 표면을 만들었으며, 패턴화된 섬유 어레이가 표면의 친수성과 소수성을 모두 향상시킬 수 있음을 확인했습니다. 결과적으로 방향이 제어되는 섬유는 센서, 전자 장치, 포토닉스 및 생체 모방 표면에 사용할 수 있는 제어 가능한 스마트 표면에 사용됩니다.
