Незаменимый инструмент — установка для исследований влияния света на оптические свойства жидких кристаллов и полимеров

Над этой и подобными задачами Алексей и его коллеги работали в рамках нескольких совместных проектов вместе с зарубежными партнёрами — компаниями Philips, Samsung, Merck.

ЖК-полимеры на защите денег

Несмотря на сотрудничество с западными компаниями, ориентированными на прикладные разработки, Алексей Бобровский делает основной акцент на фундаментальные исследования.

— Мы хотим предложить какой-то принцип, продемонстрировать возможность изменений, общую идею — это наша основная задача. Конкретный продукт — не цель университета, — говорит он. — Но всё взаимосвязано, мы никогда не знаем, какое применение найдёт наше открытие. Например, нельзя же было изначально предположить, что жидкие кристаллы могут быть использованы для защиты ценных бумаг. К нам обратилась компания «Криптен» из Дубны, производящая голографические марки на винно-водочную продукцию, а также защитные волокна для денежных купюр. Их заинтересовала возможность использования жидкокристаллических полимеров, опыта нашей лаборатории, для усовершенствования защиты ценных бумаг. У нас возникло предложение, связанное с усложнением флуоресцентных меток. Обычно для защиты денежных банкнот и ценных бумаг используют флуоресцентные красители и «проявляют» такие метки неполяризованным светом. А если перевести эти молекулы в жидкокристаллическую матрицу, то излучаемый ими свет становится поляризованным. Мы нанесли на полимерную подложку с отражающим покрытием тонкий жидкокристаллический слой специальной смеси мономеров и через специальную маску облучали полученные пленки ультрафиолетовым светом при разных температурах. В результате, на образце через поляризатор вы можете видеть ряды чёрных полосок — это жидкокристаллическая фаза в стекле. Чтобы дополнительно убедиться, что перед нами не подделка, нужно положить образец под ультрафиолетовую лампу и повертеть поляризатор: если происходит какое-то изменение, светящееся изображение будет проявляться и пропадать, то всё в порядке.

Большая проблема заключается в нехватке специалистов в области жидких кристаллов и ЖК-полимеров. Нет нужной атмосферы, общения со специалистами

Тем не менее, даже удачный «прикладной» опыт не меняет интереса Алексея к собственно исследованиям.

— В случае с «Криптеном» приходилось делать очень много рутинной работы, это больше напоминало кулинарию, — рассказывает Алексей. — Чтобы получить наиболее контрастную пленку, надо экспериментально подобрать условия, меняя температуру и условия облучения. Чаще всего это невозможно рассчитать теоретически, нужно руками проверить кучу вариантов. Это занимает много времени, а научного выхода мало. Поэтому мне это не слишком интересно.

Лаборатория в туалете

— Так вышло, что ещё в школе я увлёкся химией, класса с шестого, — говорит Алексей. — Вообще, в те годы я много чем интересовался: физикой, астрономией… Но больше всего полюбил химию. К тому же моя мама работала в лаборатории элементного завода, и я таскал оттуда списанные реактивы. На заводе был склад, где хранились никому не нужные вещества, некоторые из них были вывезены ещё из гитлеровской Германии. Поэтому у меня лаборатория была намного лучше, чем в школе. Мы жили в Ельце, в частном доме, в котором была пустая комната, изначально запланированная под санузел. Там я и оборудовал лабораторию. У меня было много интересного, даже старые списанные аналитические весы. Я проводил различные эксперименты, даже синтезировал полимеры — реактивы и посуда были. Вытяжка, правда, отсутствовала и опыты, например, с хлором приходилось ставить, в противогазе.

Моя мечта — убедить университетское начальство купить этот прибор в нашу лабораторию либо в Центр коллективного пользования. Прибор позволит обнаружить безумно интересные эффекты в тонких пленках ЖК-полимеров. А со временем возникнут и новые идеи для их практического использования

Позже мне неожиданно в руки попала книжка Анатолия Степановича Сонина «Кентавры природы», о жидких кристаллах. Почему «кентавры»? Потому что жидкие кристаллы соединяют в себе несоединимое: оптические свойства кристаллов и текучесть. Я сильно увлёкся жидкими кристаллами, и был уверен, куда мне надо идти учиться. А когда поступил на химфак, выяснилось, что здесь есть специализированная полимерная группа, изучающая полимеры с первого курса. Более того, есть лаборатория, где занимаются жидкокристаллическими полимерами. Это было то, что мне нужно! Собственно, здесь я до сих пор и работаю.

За восемнадцать лет ряды сотрудников лаборатории сильно поредели. Когда-то было даже тесно. В 90-х сотрудники стали разъезжаться — большая часть коллег сейчас за границей, и в лаборатории, кроме Алексея, работают два человека: ведущий научный сотрудник Наталья Ивановна Бойко и, конечно, заведующий лабораторией, профессор Валерий Петрович Шибаев. А также студенты, аспиранты.

Различная ориентация низкомолекулярных жидких кристаллов на подложках различной природы уже очень хорошо исследована. А как поведут себя ЖК-полимеры, смеси различных полимеров, будут ли особенности в этом поведении — пока не понятно

Все ЖК-дисплеи, которыми пользуемся ежедневно, созданы на основе самой простой фазы жидких кристаллов — нематической