Una nuova tecnica per modificare la struttura dei cristalli liquidi potrebbe portare allo sviluppo di cristalli liquidi a risposta rapida adatti per i display di prossima generazione:3-D, realtà aumentata e virtuale e applicazioni fotoniche avanzate come laser mirrorless, biosensori e generazione di luce veloce/lenta, secondo un team internazionale di ricercatori della Penn State, l'Air Force Research Laboratory e la National Sun Yat-sen University, Taiwan.

"I cristalli liquidi con cui stiamo lavorando sono chiamati cristalli liquidi in fase blu, " ha detto Iam Choon Khoo, il professore di ingegneria elettrica William E. Leonhard, chi è l'autore corrispondente per questo articolo. "La cosa più importante di questa ricerca è la comprensione fondamentale di ciò che accade quando si applica un campo, che ha portato allo sviluppo della tecnica del campo applicato ripetutamente. Riteniamo che questo metodo sia quasi un modello universale che può essere utilizzato per riconfigurare molti tipi simili di cristalli liquidi e materia molle".

I cristalli liquidi in fase blu tipicamente si autoassemblano in una struttura cubica di cristalli fotonici. I ricercatori credevano che creando altre strutture avrebbero potuto sviluppare proprietà non presenti nella forma attuale. Dopo quasi due anni di sperimentazione, si sono resi conto che applicando un campo elettrico intermittente e consentendo al sistema di rilassarsi tra le applicazioni e di dissipare il calore accumulato, potevano lentamente persuadere i cristalli a formare strutture ortorombie e tetragonali stabili e prive di campo.

I cristalli liquidi risultanti mostrano una banda proibita fotonica che può essere adattata ovunque all'interno dello spettro visibile, e possiede risposte rapide necessarie per una varietà di display di nuova generazione e applicazioni fotoniche avanzate. L'aggiunta di un polimero ai cristalli potrebbe stabilizzarli in un ampio intervallo di temperature, dal congelamento a quasi punto di ebollizione rispetto alle loro controparti tipiche incontaminate che sono stabili solo in un intervallo di 5 gradi. L'impalcatura polimerica accelera anche la risposta di commutazione.

Nelle ultime ricerche, il team sta applicando le lezioni apprese in questo studio per creare nuove strutture e orientamenti cristallini utilizzando il campo elettrico di una sorgente laser.

La carta, "Riconfigurazione di cristalli fotonici liquido-cristallini tridimensionali mediante elettrostrizione, " pubblicato online questa settimana in Materiali della natura .