I cristalli liquidi sono stati affascinanti della materia che colmano il divario tra liquidi e solidi. Sono caratterizzati da lunghe molecole a forma di bastoncino che si allineano in determinate direzioni, conferendo al liquido un grado di ordine che non si trova nei fluidi ordinari. Tuttavia, gli esatti meccanismi attraverso i quali avviene questo ordinamento sono rimasti un mistero.

Ora, un team di ricercatori dell’Università della California, Berkeley, e dell’Università della California, Santa Barbara, ha condotto una serie di esperimenti e simulazioni al computer che fanno luce su come appare per la prima volta l’ordine nei cristalli liquidi. I loro risultati, pubblicati oggi sulla rivista Nature Physics, forniscono un quadro dettagliato del processo attraverso il quale questi materiali passano da uno stato disordinato a uno ordinato.

"Siamo stati in grado di dimostrare che l'ordinamento dei cristalli liquidi avviene in una serie di passaggi", ha affermato l'autore principale dello studio Daniel Beller, uno studente laureato presso il Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali dell'UC Berkeley. "In primo luogo, le molecole formano piccoli cluster locali orientati in modo casuale. Quindi, questi cluster iniziano a fondersi e ad allinearsi tra loro fino a quando l'intero liquido diventa una fase uniforme e ordinata."

I ricercatori hanno osservato questo processo combinando due diverse tecniche sperimentali:la microscopia ottica polarizzata e la diffusione dei raggi X. La microscopia ottica polarizzata consente ai ricercatori di visualizzare l'orientamento delle molecole di cristalli liquidi, mentre la diffusione dei raggi X fornisce informazioni sulla struttura e la disposizione delle molecole. Combinando queste due tecniche, i ricercatori sono riusciti a ottenere un quadro completo del processo di ordinazione.

I risultati di questo studio forniscono nuove informazioni sul comportamento fondamentale dei cristalli liquidi e potrebbero avere implicazioni per lo sviluppo di nuove tecnologie, come display e sensori a cristalli liquidi.

"Comprendere i meccanismi attraverso i quali l'ordine dei cristalli liquidi è fondamentale per lo sviluppo di nuovi materiali che possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni", ha affermato l'autore senior dello studio Nitash Balsara, professore di scienza e ingegneria dei materiali alla UC Berkeley. "Questo studio fornisce una base per il lavoro futuro in questo settore e potrebbe contribuire a portare allo sviluppo di nuove tecnologie basate sui cristalli liquidi."