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淺談溫變材料

生活科學趣談

影音中的液晶片是使用苯甲酸膽固醇酯為材料,由於此種液晶具旋光性,其長軸會隨溫度產生不同程度的扭轉,因而呈現出不同的顏色。下圖為此種液晶的模型,其層狀結構的螺距會隨溫度而改變,左方是高溫狀態,右方則是低溫狀態

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其螺距的一半即為布拉格繞射公式中的晶格距離d,當2dsin90°=1λ時,符合最強反射光的波長λ即等於液晶的螺距,因此該色光就被反射而顯示出來

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當溫度上升時,由於上下層液晶分子間的扭轉角度變大,螺距因而縮短,使得膽固醇液晶的反射波段往短波長移動,因而呈現出紅→橙→黃→綠→藍→紫的顏色變化。由於其隨溫度變化所呈現的顏色不同,因此可應用於測溫用途。譬如市售一款紅酒所附的 Carl Mertens Wine Thermometer 即可顯示瓶身的溫度,藉以瞭解其是否處於這種酒類的適飲溫度

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溫變顏料的應用範圍非常廣泛:溫度計、高溫變色電線、溫變貼紙、溫變杯、溫變餐具、溫變玩具、溫變服裝…

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