光反应激活磁性纳米开关

里肯的研究人员发明了一种利用光来诱导水分散的钛酸盐纳米片的光学和磁性能变化的方法。这为在智能光学设备中使用基于二维（2D）材料的液晶开辟了机会。

液晶的性质介于固体和液体之间。例如，它们可以像液体一样流动，但却表现出与固体晶体相似的分子顺序。液晶的性质取决于它们的组成和组成液晶的分子的方向。分子取向可以通过改变温度或施加光或磁场来改变，这种能力在包括显示器和传感器在内的多种应用中得到了利用。

二维材料（如纳米片）在水中的分散行为类似于液晶。特别是，外部刺激，包括电场和机械力，可以用来调整纳米片的方向。然而，这种刺激也会损坏纳米片。

磁场提供了更温和的刺激，保持了材料的完整性。但是，还不知道磁场和其他输入结合会有什么影响。

现在，由石田康夫（Yasuhiro Ishida）和日本理工大学应急物质科学中心（Riken Center for Emergent Matter Science）的高田康夫（Takuzo Aida）领导的研究小组已经研究了光和磁场对分散在水中的钛酸盐纳米片取向的联合影响。

石田康弘及其同事利用光反应改变了钛基纳米片水分散体的磁性。

当暴露在磁场中时，纳米片将其平面垂直于磁场。这种行为是钛酸盐纳米片固有磁性的结果，通常很难操作。

当用紫外光照射水分散体时，其颜色变为紫色，并且纳米片的平面平行于磁场，变成顺磁性（图1）。这种颜色变化表明，紫外光在化学上还原了钛酸盐纳米片。当光被关闭时，这和随之发生的磁性变化是相反的。

“我们可以很容易地控制光刺激的位置，并且我们希望使用这个来以本地方式控制纳米片的方向。然后，我们就可以利用磁取向和光开关的结合，在智能光学器件的生产中应用来对色散进行图案设计，”Ishida解释说。“我们希望我们目前的发现能够启发其他二维材料的类似研究，并在相关领域产生新的创新。”