Photonic Reflection at Internal Interfaces in Compartmentalized Janus Droplets Prepared by a Phase Separation Method

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 반응성 콜레스테릭 액정과 실리콘 오일로 구성된 CLC/SO 야누스 드롭렛을 마이크로플루이딕스를 이용해 제작하고, 용매 증발에 의한 상분리와 UV 경화를 통해 광결정 특성을 갖는 구조를 형성하였다. 계면 에너지 및 조성(ϕSO, ϕLC756) 제어를 통해 드롭렛 내 CLC 메니스커스의 곡률과 형태를 조절하였으며, 이에 따라 중앙 반사(CB), 중간 링 반사(RB), 광대역 링 반사(BB), 전반사 링(TB)이 서로 다른 파장과 위치에서 나타나는 것을 규명하였다. 편광 분석 결과 CB는 주로 우원편광을, RB와 BB는 비키랄적인 성분을 보여 원형 편광 필터를 이용한 선택적 색 스위칭이 가능함을 확인하였고, 단일 CLC 드롭렛과 비교했을 때 CLC/SO 야누스 드롭렛은 관찰 각도에 따라 전혀 다른 색을 나타내는 각도 의존 반사 특성을 보였다. 또한 UV 경화 후 비반응성 물질을 제거하여 CLCsolid 메니스커스 입자를 얻었으며, 장기 안정성을 유지하면서도 특징적인 반사 패턴이 잘 보존되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 CLC/SO 야누스 드롭렛과 CLCsolid 메니스커스가 지오메트리, 편광, 관찰 각도, 재료 선택에 기반한 다기능 광학 소재로서, 위조 방지, 광학 태깅, 정보 암호화 등의 응용에 높은 잠재력을 지님을 보여준다.

목차 (Table of Contents)

• 1. INTRODUCTION 1
• 2. EXPERIMENTAL 6
• 2.1. Materials 6
• 2.2. Microfluidic preparation of CLC/SO droplets 8
• 2.3. Measurements 14
• 3. RESULT AND DISCUSSION 16
• 3.1. Interfacial energy and morphology of CLC/SO droplets 16
• 3.2. Structure and photonic pattern of the CLC/SO droplets 18
• 3.3. UV–Vis analysis of photonic reflections in CLC/SO droplets 25
• 3.4. Total internal reflection governed by droplet geometry 31
• 3.5. Analysis of circularly polarized reflections in CLC/SO droplet 35
• 3.6. Distinct optical responses governed by viewing angle 39
• 3.7. Morphology switching induced by oil selection 42
• 3.8. Photonic characteristic of CLCsolid menisci 44
• 4. CONCLUSION 47
• 5. REFERENCES 49
• 6. ABSTRACT (Korean) 54