温度纸贴是最近两年利用液晶技术开发上市的一种接触式、无须电能的温度计。由于使用简单、价格低廉,受到一部分人群的喜爱。
温度纸贴被厂家设计为多种样式,部分温度纸贴(可逆型)见下图:
尽管市场上销售的温度纸贴样式很多,但温度纸贴的工作原理是相同的:采用一种特殊液晶涂布在纸条上,利用液晶材料的温度敏感性,在温度变化时改变液晶分子的排列,从而改变光的折射和反射,引起颜色变化。
这次要进行显微观察的是下面左边“液晶温度贴”,它是一款可逆型生理盐水温度测量贴,把它粘贴在杯子外壁,中间绿色36℃~38℃区间是合适的冲洗伤口或洗漱温度,可以反复使用:
温度纸贴的颜色变化规律是(以32℃为例):黑(<32℃)→紫→橙→绿(32℃)→紫→黑(>32℃)
温度纸贴背面,撕下单面胶贴纸,看见一排黑色液晶涂布块(感温块):
从外表上看,温度纸贴的感温区域(感温块)原始都呈黑色,其实是有“内容”的。下面,将其置于显微镜下来看看。
由于温度纸贴的感温块不透明,以及液晶反射和折射光的要求,若要显微观察,须给与正面投光、辅之以侧面光最佳。使用自己改制的金相显微镜①观察,倍率20×12.5,侧面用LED强光电筒辅光,华为手机拍摄。
先看看黑色感温块,镜头中看见混有几颗其它颜色液晶:
随着温度上升,有的液晶开始变化,颜色也开始出现:
从低温接近标示温度时,颜色变为紫色:
当接近标示温度时,颜色从紫色逐步变为橙色:
当达到标示温度时,颜色逐步变为绿色:
绿色液晶中有几个大颗粒,颜色是其它颜色,应该是材料的品控问题:
为了看看液晶颗粒大小,使用带标尺的150倍便携式显微镜(上侧光照明)观察,见下图。液晶颗粒大小不等,多数约为0.01DIV~0.02 DIV(即0.005mm~0.01mm),也有个别大颗粒:
结语:从显微观察的过程看,液晶受热后形态变化引起颜色变化,热惯性比较大,温度显示比较粗糙。这类产品理论精度不高,对环境光线照度又有一定要求,运用的范围受到诸多限制。该类产品目前尚无国家标准,各厂家生产工艺控制各有千秋,液晶颗粒品控还有待改进、完善。其长期稳定性、可靠性有待实践检验。不过,作为一款用在要求不高地方的低值易耗品,有一定的参考提醒作用。
附:①单目生物显微镜增加观看金相功能附件制作_仪器信息网社区 https://bbs.instrument.com.cn/topic/7241077