Οι επιστήμονες υλικών μαθαίνουν πώς να κάνουν μετατόπιση του σχήματος υγρών κρυστάλλων

Σε μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες οπτικές συσκευές, αυτοθεραπευτικά υλικά και δυναμικές οθόνες, οι επιστήμονες υλικών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν αναπτύξει έναν τρόπο να κάνουν το σχήμα των υγρών κρυστάλλων να αλλάξουν την εντολή.

Οι υγροί κρύσταλλοι είναι υλικά που ρέουν σαν υγρά, αλλά έχουν τη μοριακή δομή των κρυστάλλων. Χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των οθονών υγρών κρυστάλλων (LCDs), επειδή μπορούν εύκολα να μετατραπούν από μια καθαρή σε μια θολωτή κατάσταση εφαρμόζοντας ένα ηλεκτρικό πεδίο.

Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, δείχνει ότι προσθέτοντας μικρές ποσότητες ορισμένων πολυμερών σε υγρούς κρυστάλλους, είναι δυνατόν να τους προκαλέσει να αλλάξουν το σχήμα με ελεγχόμενο τρόπο. Οι ερευνητές ήταν σε θέση να φτιάξουν υγρούς κρυστάλλους να σχηματίζουν σταγονίδια, ράβδους και άλλα σχήματα και να εναλλάσσονται μεταξύ αυτών των σχημάτων αλλάζοντας τη θερμοκρασία ή το ηλεκτρικό πεδίο.

Αυτή η ανακάλυψη έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση σε ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών. Για παράδειγμα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία νέων οπτικών συσκευών που μπορούν να αλλάξουν το σχήμα κατόπιν ζήτησης, όπως οι προσαρμοστικοί φακοί ή οι καθρέφτες που μπορούν να αλλάξουν. Θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη αυτοθεραπευτικών υλικών που μπορούν να επισκευαστούν με την αλλαγή του σχήματος ή τις δυναμικές οθόνες που μπορούν να αλλάξουν τις εικόνες ή τα χρώματα τους σε πραγματικό χρόνο.

"Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι για τις δυνατότητες αυτής της ανακάλυψης", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Quan Li, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Τμήμα Επιστήμης και Μηχανικών Υλικών στο UC Berkeley. "Πιστεύουμε ότι θα μπορούσε να ανοίξει νέες δυνατότητες για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών."

Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να κατανοήσουν την υποκείμενη φυσική αυτού του φαινομένου και να διερευνήσουν άλλους τρόπους για τον έλεγχο των ιδιοτήτων μετατόπισης σχήματος των υγρών κρυστάλλων.

"Μόλις αρχίζουμε να γρατζουνίζουν την επιφάνεια του τι είναι δυνατό με αυτή τη νέα τεχνολογία", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας καθηγητής Nitin Goloksuz, ένας επιστήμονας και μηχανικός υλικών στο UC Berkeley. "Είμαστε πρόθυμοι να δούμε ποιες νέες και καινοτόμες εφαρμογές μπορούν να αναπτυχθούν."

Η μελέτη υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Ίδρυμα Camille και Henry Dreyfus.