在当今的数字信息世界中，每天都会交换和存储大量数据。在20世纪80年代，IBM推出了第一个硬盘驱动器(只有冰箱大小)，可以存储1GB的数据，但现在我们拥有的存储设备的数据存储容量提高了数千倍，并且可以轻松适应我们的手掌。如果当前数字信息的增长速度有任何迹象的话，我们需要更新的数据记录系统，这些系统更轻、对环境影响较小，而且最重要的是具有更高的数据存储密度。

最近，一种称为轴向极性铁电柱状液晶(AP-FCLC)的新型材料已成为未来高密度内存存储材料的候选材料。AP-FCLC是一种具有由分子自组装产生的平行柱结构的液晶，其沿柱轴具有偏振。

这些柱在施加外部电场时改变它们的极性方向。如果AP-FCLC即使在去除电场后也能保持其极化，那么这种特性加上其灵活性、无金属成分、节能能力和低环境影响，使AP-FCLC成为超高密度的理想选择存储设备。不幸的是，由于液晶的流体性质，外部电场引起的极性很容易被外部刺激所抵消。

千叶大学的一个研究小组现在提出了解决这个问题的方法，该研究小组由工程研究生院的KeikiKishikawa教授领导，包括科学与工程研究生院的博士生高桥光(HikaruTakahashi)和工程学院的MichinariKohri副教授。工程研究生院。

在最近发表在《ACSAppliedNanoMaterials》上的突破性研究中，该团队提出了一种基于尿素的AP-FCLC系统的偏振固定机制，其中材料可以从AP-FCLC相平稳过渡到晶体(Cr)相而不影响诱导的极性结构。

“我们的目标是实现具有三种状态的化合物：可写和可重写状态、擦除状态和保存状态。重点是最大限度地减少FCLC−Cr相变过程中分子堆积结构的变化，”教授解释道。岸川。

为了创建可偏振固定的AP-FCLC系统，该团队合成了1,3-双(3',4'-二(2-丁基辛氧基)[1,1'-联苯]-4-基)脲——一种有机分子由分子中心的尿素组成，用于产生氢键网络，有利于在液晶(LC)状态下形成柱状聚集体，两个联苯基作为取代基，在柱结构中产生强的分子间相互作用，以及四个大的烷基作为末端链，以防止紧密的分子堆积并实现较低温度的FCLC−Cr相变。

所制备的FCLC系统在Cr相中表现出极化的保存，具有热稳定的极化信息存储和室温下对外部电场的抵抗力。此外，研究人员发现这些分子自分类成纳米级螺旋柱，然后形成小域并本质上变成铁电体。

这项研究为开发能够长期保持其偏振信息的AP-FCLC系统提供了新的策略。所提出的框架可用于开发对外部刺激具有高耐受性和低环境影响的稳定记忆材料。

“AP-FCLC有潜力实现比蓝光光盘高10,000倍以上的记录密度，但由于不稳定问题，尚未投入实际使用。这项工作将有助于提高其可靠性，为光刻铺平道路。-重量灵活的电子设备和可焚烧的机密信息记录设备，”岸川教授总结道。

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