La ricerca condotta da scienziati dell'Università del Lussemburgo ha mostrato il potenziale dei gusci di cristalli liquidi come materiale abilitante per una vasta gamma di applicazioni future, che vanno dalla guida autonoma alla tecnologia anticontraffazione e una nuova classe di sensori.

Cristalli liquidi, già ampiamente utilizzato nei televisori a schermo piatto, sono materiali in uno stato tra solido e liquido. Il professor Jan Lagerwall e il suo team presso l'Unità di ricerca in fisica e scienza dei materiali (PHYMS) dell'Università del Lussemburgo hanno studiato per diversi anni le proprietà meccaniche e ottiche uniche di involucri microscopici fatti di cristalli liquidi. Ora, in una collaborazione multidisciplinare con scienziati informatici, Dr. Gabriele Lenzini e Prof Peter Ryan del Centro Interdisciplinare per la Sicurezza e la Fiducia (SnT) dell'Università, e Mathew Schwartz, assistente professore presso il New Jersey Institute of Technology, hanno pubblicato un rapporto sulla rivista scientifica Materiale avanzato descrivendo applicazioni future potenzialmente rivoluzionarie per il materiale.

gusci di cristalli liquidi, solo frazioni di millimetro di dimensione, può essere facilmente applicato su superfici, e hanno diverse proprietà uniche che potrebbero essere applicate in ingegneria. Poiché riflettono la luce in modo altamente selettivo, possono essere organizzati in modelli leggibili per le macchine, simile a un codice QR, aggiungere informazioni codificate agli oggetti. "Questi modelli potrebbero essere utilizzati per guidare veicoli autonomi o per istruire i robot durante la movimentazione di pezzi in una fabbrica. Ciò potrebbe diventare importante soprattutto nelle applicazioni interne in cui i dispositivi GPS non funzionano, "Spiega il professor Lagerwall.

I gusci possono essere fabbricati per riflettere solo determinate lunghezze d'onda della luce, come infrarossi, che sarebbe invisibile all'occhio umano. Poiché i gusci di cristalli liquidi riflettono la luce "in modo omnidirezionale, " significa che gli spettatori vedono lo stesso schema indipendentemente dalla loro posizione e dall'angolo di visione, i modelli possono anche essere letti spostando oggetti. Inoltre, i gusci possono essere fabbricati in modo tale da cambiare la loro struttura quando sono esposti a determinati impatti esterni, come pressione, calore o prodotti chimici specifici.

Insieme ai computer per interpretare questi cambiamenti, i gusci potrebbero essere usati come sensori, Per esempio, come sensori di pressione nella punta delle dita dei robot che consentono un feedback tattile, che è attualmente difficile da raggiungere nell'ingegneria robotica. Un'altra applicazione potrebbe essere la segnaletica antincendio sui muri all'interno degli edifici che diventa visibile solo quando la temperatura supera una certa soglia. Il grande vantaggio di questi sensori è che reagiscono passivamente agli impatti esterni e non necessitano di elettricità e batterie.

Finalmente, i gusci di cristalli liquidi potrebbero essere utilizzati per prevenire la contraffazione. I micropattern che emergono quando le conchiglie vengono accostate sono uniche e impossibili da copiare. Questi modelli non clonabili potrebbero essere utilizzati per creare identificatori non copiabili che possono essere collegati a oggetti di valore, come opere d'arte o prodotti farmaceutici costosi. In combinazione con strumenti crittografici potrebbero essere utilizzati per creare un sistema che garantisca che un acquirente o un utente abbia il prodotto originale e non contraffatto.

Il professor Lagerwall chiarisce che le idee delineate nel rapporto richiedono ulteriori ricerche. "La nostra speranza è che l'articolo possa stimolare la ricerca futura sui materiali cristallini liquidi in nuove direzioni che siano in linea con gli attuali sviluppi della società, " Egli ha detto.