Laboratorium Ciekłych Kryształów

Fourierowski spektrometr do podczerwieni FT-IR (spektrometr próżniowy VERTEX 70v firmy Bruker) z komputerem (PC) z kartą do komunikacji, oprogramowaniem do sterowania i obróbki danych, Kriostatem pracującym w cyklu zamkniętym z regulatorem temperatury, Prasa hydrauliczną

Zakupiono i uruchomiono w marcu 2010 r., koszt 494 720,00 zł brutto. Kontakt: prof. dr hab. Edward Mikuli, e-mail: mikuli@chemia.uj.edu.pl,
dr Łukasz Hetmańczyk, e-mail: hetmancz@chemia.uj.edu.pl

Fourierowski spektrometr próżniowy do podczerwieni wyposażony jest w ceramiczne źródło promieniowania (chłodzone powietrzem) oraz dwa, komputerowo wybierane detektory umożliwiające pomiary widm IR w zakresie środkowej (8000 – 400 cm^-1) i dalekiej (600 – 30 cm^-1) podczerwieni. Pracą spektrometru steruje komputer klasy PC wyposażony w oprogramowanie do automatycznego rozpoznawania zainstalowanych akcesoriów. Spektrometr posiada 5 portów wyjściowych i 2 wejściowe umożliwiających rozbudowę o dodatkowe komponenty (inne źródło, przystawki). Optyka spektrometru pracuje w warunkach próżni (0.2 hPa). Próżniowa konstrukcja przyrządu pozwala na znaczną eliminację CO₂ i pary wodnej przeszkadzających w pomiarach, a tym samym podnosi czułość przyrządu. Zainstalowane shuttery umożliwiają odcięcie i łatwą wymianę próbki bez konieczności zapowietrzania całego przyrządu. Interferometr spektrometru (permanentnie wyjustowany) pracuje w oparciu o lustra kubiczne, umożliwiając przy tym łatwą wymianę beamsplitterów na żądany zakres. W skład zestawu wchodzą dwa beamsplittery: na zakres środkowej (KBr) i dalekiej (Silicon solid state) podczerwieni. Spektrometr zintegrowany jest z kriostatem (produkcji firmy ARS), lodówką helową i kontrolerem temperatury. Cały układ chłodzący pracuje w cyklu zamkniętym i umożliwia wykonywanie pomiarów temperaturowych widm IR w zakresie 8 – 450 K w środkowej (okienka KRS5) i dalekiej (okienka polietylenowe) podczerwieni. W skład zestawu wchodzi także prasa hydrauliczna (do 10 ton) do wykonywania pastylek pomiarowych.

Stanowisko do badań dielektrycznych z wyposażeniem (NOVOCONTROL)

Zakupiono i uruchomiono w listopadzie 2009 r., 566 597 zł brutto, Kontakt: prof. dr hab. Stanisław Wróbel, e-mail: Stanislaw.Wrobel@uj.edu.pl, dr hab. Monika Marzec, e-mail: Monika.Marzec@uj.edu.pl

Szerokopasmowy spektrometr dielektryczny CONCEPT 81 pozwala na prowadzenie badań dielektrycznych w zakresie częstości od 1 μHz - 10 MHz. Wchodzący w skład zestawu dewar azotowy zapewnia długoczasowe (nawet do kilku dni) pomiary w zakresie temperatur od -100ºC - +200ºC. Zestaw wyposażony jest w komputer z oprogramowaniem zarówno do sterowania eksperymentem w domenie częstości jak i do obróbki danych doświadczalnych, z zastosowaniem kilku wybranych modeli teoretycznych. Nisko-częstościowy zakres tego spektrometru jest bardzo istotny w przypadku badań procesów kolektywnych w ciekłych kryształach (procesów Goldstone'a i miękkiego), nisko-częstościowych procesów molekularnych w polimerach oraz procesów relaksacji w materiałach biologicznych. Przy użyciu tego zestawu można badać materiały różnego rodzaju, np. polimery, ciekłe kryształy, ferroelektryki, materiały biologiczne i inne. Dodatkowe wyposażenie pozwala na pomiary zarówno cienkich warstw polimerowych jak i stałych materiałów czy też cieczy. W przypadku badań ciekłych kryształów, badany materiał umieszcza się w tzw. komórkach do pomiarów dielektrycznych. Są to płytki szklane z napylonymi od wewnątrz elektrodami wykonami ze złota lub ITO, które tworzą płasko-równoległy kondensator. Można także zbudować, w oparciu o wyposażenie spektrometru, płasko-równoległy kondensator utworzony z dwu okrągłych okładek o określonej średnicy oddzielonych od siebie za pomocą teflonowego krążka dystansowego. Oba typy komórek umieszcza się w głowicy pomiarowej i za jej pośrednictwem łączy z analizatorem impedancji, który jest sercem całego układu pomiarowego. Analizator ten pozwala precyzyjnie zmierzyć zespoloną impedancję próbki, a na jej podstawie wyznaczyć urojona i rzeczywista składową przenikalności dielektrycznej w funkcji częstotliwości – widmo dielektryczne oraz w funkcji temperatury.

Mikroskop polaryzacyjny NIKON ECLIPSE LV100POL DIA/EPI

Zakupiono i uruchomiono w listopadzie 2009 r., koszt 198 000 zł brutto. Kontakt: prof. dr hab. Stanisław Wróbel, e-mail: Stanislaw.Wrobel@uj.edu.pl, dr hab. Monika Marzec, e-mail: Monika.Marzec@uj.edu.pl

Mikroskop polaryzacyjny NIKON ECLIPSE LV100POL DIA/EPI wraz z zestawem do kontroli temperatury próbek pozwala na prowadzenie badań przejść fazowych z kontrolowaną szybkością zamian temperatury zarówno podczas ogrzewania jak i ochładzania w przedziale temperatur – 196 ºC ÷ +350ºC. Układ ten można stosować do badania cienkich warstw ciekłych kryształów z możliwością stosowania wielu mikroskopowych technik obserwacji - zarówno w świetle odbitym jak i przechodzącym. Dostępne są obiektywy 5x, 10x, 50x. Zasada działania takiego mikroskopu oparta jest na dwóch polaryzatorach liniowych (jeden polaryzator umieszczony jest za źródłem światła a przed badaną próbką, a drugi zwany analizatorem – pomiędzy badaną próbką a okularem), których płaszczyzny polaryzacji skrzyżowane są względem siebie pod kątem 90 stopni. Źródłem światła w mikroskopie polaryzacyjnym jest żarówka, zatem jest to światło białe. Jeżeli między polaryzatorem i analizatorem nie ma substancji dwójłomnej to fala świetlna nie przejdzie przez ten układ bez zmiany polaryzacji. Natomiast jeśli między polaryzatorami umieszczona zostanie substancja o niezerowej anizotropii optycznej to do okularu dotrze światło, którego natężenie i barwa, zależne są od wartości anizotropii optycznej i grubości próbki, co opisuje tzw. wzór Fresnela. Próbki ciekłokrystaliczne do badań pod mikroskopem polaryzacyjnym można umieścić na szkiełku mikroskopowym i przykryć szkiełkiem nakrywkowym, wtedy próbka ma zmienną grubość. Próbkę substancji ciekłokrystalicznej można także umieścić w tzw. komórce elektrooptycznej – dwie płytki szklane z napylonymi od wewnątrz elektrodami ITO i odseparowane od siebie przekładkami dystansowymi tak, że komórka ma ściśle określoną grubość. Tak przygotowaną substancję umieszcza się na stoliku grzewczym i można zmieniając temperaturę (sterując z komputera) obserwować zmiany tekstur, a co za tym idzie przejścia fazowe.

Kalorymetr skaningowy PERKIN ELMER DIAMOND 8000 DSC

Zakupiono i uruchomiono w listopadzie 2009 r., koszt 162 992 zł brutto. Kontakt: prof. dr hab. Stanisław Wróbel, e-mail: Stanislaw.Wrobel@uj.edu.pl, dr hab. Monika Marzec, e-mail: Monika.Marzec@uj.edu.pl

Różnicowy kalorymetr skaningowy PERKIN ELMER DIAMOND 8000 DSC pozwala na prowadzenie badań termicznych właściwości oraz stabilności materiałów w zakresie temperatur od -180ºC ÷ +720ºC. Kalorymetr różnicowy składa się z dwóch identycznych, odizolowanych od siebie, naczyniek kalorymetrycznych. Oba naczyńka mają własne grzałki i własne termometry platynowe. W czasie ogrzewania do grzejników dostarczana jest taka moc, aby zmieniać temperaturę zgodnie z zadanym programem zmian temperatury. Przy idealnej symetrii układu temperatura obu pojemników jest taka sama. Pojawiające się anomalie cieplne - wywołane np. przejściem fazowym lub reakcją chemiczną w próbce - powodują, że moce cieplne dostarczane do obu grzejników będą różne, ponieważ odnośnik jest tak dobrany, że nie wykazuje żadnych przejść w danym zakresie temperatur. Wskutek tego w obszarze anomalii wystąpią chwilowe różnice temperatur między pojemnikiem z próbką a odnośnikiem. Układ pomiarowy bardzo szybko sprowadza tę różnicę temperatur do zera zmieniając odpowiednio moc elektryczną grzałki pojemnika z badaną próbką. Ta różnica mocy grzałek mierzona jest przez układ jako różnica strumieni cieplnych i w efekcie otrzymywana jest tzw. krzywa DSC czyli zarejestrowane zmiany różnicy strumieni cieplnych dochodzących do próbki badanej i próbki odniesienia w funkcji temperatury (lub czasu). Badania można prowadzić przy różnych szybkościach ogrzewania i ochładzania, a także w funkcji czasu. Zaletą tej aparatury jest możliwość zastosowania bardzo małych ilości próbek, rzędu 1 mg.