30 november 2004
LCD als moleculair vergrootglas
STW-promovendus Johan Hoogboom ontdekte een techniek om LCDs (liquid
crystal displays) te maken die het gebruik van cleanrooms onnodig
maakt. De techniek berust geheel op zelfordening van moleculen op een
oppervlak. Bovendien bewees de scheikundige dat je met LCDs DNA voor
het blote oog zichtbaar kunt maken. Hoogboom promoveert op 15 december
aan de Radboud Universiteit Nijmegen op deze resultaten.
Johan Hoogboom ontwikkelde een methode om simpeler en goedkoper LCDs
voor bijvoorbeeld laptops te maken. Hij construeerde een oppervlak dat
vloeibare kristallijne moleculen kan uitlijnen. Hiervoor ontwierp en
produceerde hij een aromatische chemische verbinding. Als hij deze
verbinding aanbracht op een oppervlak, dat ook wordt gebruikt in de
fabricatie van LCDs, organiseerden de moleculen zichzelf automatisch
in een regelmatig patroon. Deze oppervlakken konden vervolgens
vloeibare kristallen uitlijnen, wat een vereiste is voor de
constructie van LCDs.
De promovendus gebruikte deze oppervlakken bovendien voor een nieuwe
generatie biosensoren. Hoogboom toonde aan dat de werking van een
enzym, of de aanwezigheid van bepaalde soorten DNA, zonder het gebruik
van extra apparaten zichtbaar kan worden gemaakt met de uitgelijnde
vloeibare kristallen. Dit biedt kijk op een nieuwe generatie
biosensoren, die ter plekke materialen kunnen analyseren.
Een LCD bestaat uit twee polarisatiefilters, die negentig graden ten
opzichte van elkaar gedraaid zijn. Tussen deze twee filters zitten
vloeibare kristallen geklemd in een soort wenteltrapvorm. De
kristallen zitten parallel aan de polarisatierichting tegen de filters
aan. Licht dat door het ene filter binnenkomt, doorloopt de
wenteltrap, verandert daarin negentig graden van polarisatierichting
en kan aan de andere kant het tweede filter weer verlaten. Als er een
elektrische spanning over de kristallen wordt aangelegd, trekt de trap
recht. Licht dat aan de ene kant binnenkomt, verandert dan niet meer
van richting en komt aan de andere kant het tweede filter niet meer
uit.
Om een LCD te maken, moeten de vloeibare kristallen in één richting
uitgelijnd kunnen worden, zodat ze parallel staan aan de richting van
beide polarisatiefilters. De huidige productietechniek is gebaseerd op
een principe dat al honderd jaar bekend is. Bij deze techniek worden
uitgelijnde oppervlakken gemaakt door dunne polymeerlagen in een
cleanroom met een fluwelen doek in de goede richting te wrijven. Door
de steeds toenemende vraag naar grotere en betere displays loopt deze
methode tegen zijn technische grenzen aan. Bovendien is de methode erg
arbeidsintensief en extreem gevoelig voor omgevingsfactoren, zoals
stof.
Johan Hoogboom begint in januari met een Talentbeurs van NWO als
post-doc bij het MIT in Cambridge (VS).
Meer informatie:
drs. Johan Hoogboom (RU, Organische Chemie en Experimentele Vaste Stof
Fysica II)
t: +31 (0)24 365 20 28, j.hoogboom@science.ru.nl
promotie 15 december, promotoren prof. dr. R.J.M. Nolte en prof. dr.
Th. Rasing
---
TOP Laatste wijziging: 01-12-2004
Reacties naar: webmaster@stw.nl
Technologie Stichting STW