Gli ingegneri RUDN hanno scoperto sostanze per semplificare la produzione di schermi LCD flessibili che visualizzano immagini 3D. L'opera è stata pubblicata su Journal of the Society for Information Display .

Gli schermi LCD funzionano secondo il principio degli strati orientati di cristalli liquidi che cambiano le loro caratteristiche ottiche sotto l'influenza di campi elettrici esterni e si allineano in un certo modo. Nel corso della fabbricazione, sottili strati di cristalli liquidi sono posti tra due lastre di vetro. Le superfici interne delle piastre sono ricoperte da sistemi di elettrodi e transistor di controllo. I cristalli liquidi sono separati dal vetro con film sottili fatti di poliimmidi, plastiche basate su composizioni sintetiche ad alto peso molecolare. Il loro ruolo è quello di impostare l'orientamento iniziale delle molecole di cristalli liquidi, cioè la direzione del vettore di polarizzazione. Attualmente, la produzione di schermi LCD prevede un processo laborioso che prevede l'applicazione di poliimmidi con speciali spazzole rotanti.

Gli ingegneri e gli scienziati RUDN hanno sostituito i tradizionali film di poliammide con una sostanza più promettente, i cosiddetti coloranti azoici. Queste sono composizioni organiche che contengono due o più gruppi azo costituiti da due atomi di azoto. Fanno reagire le molecole con il campo elettrico di un'onda luminosa e diventano spazialmente orientate, cambiando la direzione del vettore di polarizzazione a seconda del campo elettrico dell'onda.

Gli autori hanno sperimentato diversi tipi di coloranti azoici e alla fine hanno selezionato quelli che si orientavano meglio sotto l'influenza della luce. Fare così, gli scienziati hanno utilizzato una cuvetta con diversi coloranti che è stata posta tra la sorgente laser e il fotoricevitore. Si è scoperto che le molecole più efficienti erano i dimeri, molecole composite la cui configurazione influisce sulla loro capacità di orientarsi alla luce.

"Le molecole dei coloranti non funzionano da sole ma formano i cosiddetti dimeri in determinate configurazioni, come "bacio" e "stretta di mano". Determinano la capacità delle molecole di orientarsi in linea con la luce, " ha spiegato Viktor Belyaev di RUDN. I coloranti con il maggior numero di dimeri si sono orientati al meglio alla luce.

La possibilità di orientare le lastre utilizzando processi non meccanici che coinvolgono la luce polarizzata può ampliare le proprietà funzionali degli schermi. Gli sviluppatori di tali schermi potranno indurre una serie infinita di tutti i possibili tipi di orientamento. Nel futuro, i coloranti azoici possono essere utilizzati per creare ologrammi ad alta risoluzione, fornendo una possibilità per lo sviluppo di display olografici. Finalmente, poiché i coloranti azoici sono sostanze organiche, possono essere utilizzati per trattare lastre polimeriche flessibili e creare schermi flessibili.

"Quando le poliimmidi vengono strofinate, sono orientati in una sola direzione. Con coloranti azoici, possiamo ottenere il cosiddetto orientamento dell'immagine con diversi pixel sullo schermo aventi diverse direzioni di orientamento. Questo ci offre una gamma più ampia di possibilità per creare caratteristiche di protezione per i titoli, visualizzazioni di immagini 3D, e tanti altri prodotti, " ha concluso Belyaev.