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榮獲諾貝爾化學獎的有機合成法,對液晶產業做出了怎樣的貢獻

編輯:hattie 2010-10-09 09:10:43 瀏覽:1235  來源:

    美國普度大學(Purdue University)特聘教授根岸英一、北海道大學名譽教授鈴木章、美國特拉華大學(University of Delaware)名譽教授查德·赫克(Richard Heck)等3人共同獲得了2010年諾貝爾化學獎。因為他們開發的在電子材料及醫藥等多種有機物制造領域不可或缺的合成法受到了高度評價。電子材料中具有代表性的是液晶材料。可以說該有機合成法對規模達10萬億日元左右的液晶產業的發展作出了杰出貢獻。

    液晶顯示屏1973年第一次作為顯示裝置配備于計算器上,之后其應用又擴展到個人電腦、手機及電視機等領域,推動了產業的發展。而使上述應用的擴大成為可能的正是液晶材料的改進。可以說,通過使用溫度范圍的擴大、穩定性的提高、驅動電壓的減小、響應速度的提高等,使液晶面板的應用逐步擴大,而推動這些變化的正是液晶材料的技術進步。

    液晶材料的改進是通過開發新的液晶分子實現的。用于個人電腦及電視機的具有代表性的向列型液晶中的液晶分子是由烷基、聯二苯基、極性基等三種基團構成的。上世紀80年代通過在構成聯二苯基的兩個苯環之間插入乙烯基、乙炔基及酯基分子,擴大了可用作液晶面板的向列相的穩定溫區。上世紀90年代中期則嘗試通過把極性基從氰基變為氟化氫來降低液晶粘度、也就是提高液晶面板的響應速度。

    要把新設想的液晶分子實際制造出來,也就是有機合成起來,通常需要能把難以結合的碳原子連結起來的技術。作為本屆諾貝爾化學獎而受到好評的“交叉偶聯反應”,就是利用金屬介質來自由操縱碳原子,從而使高效合成目標液晶分子成為了可能。

    如果沒有交叉偶聯反應這種合成技術,則需要經過多次工序(化學反應的次數)才能合成液晶分子。有機合成中每次工序的收獲率目前最高也只能達到90%左右。重復三次的話,收獲率降到約70%,重復四次則降到約65%,隨著工序次數的增加,收獲率也會迅速下滑。這直接導致了生產成本的提高。另外,不使用交叉偶聯反應,就無法合成某些目標液晶分子。

    可以說,本屆諾貝爾化學獎的三位得主以及利用交叉偶聯反應的有機合成法在推動液晶顯示器技術和產業的發展方面發揮了關鍵作用。另外,與液晶材料相同,在有機EL材料開發方面,交叉偶聯反應也是必需的技術。可以說,這是一項今后也將繼續為液晶和有機EL的進步做出貢獻的技術。

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