Le dispersioni di nanotubi di carbonio con cristalli liquidi hanno suscitato molto interesse perché aprono la strada alla creazione di nuovi materiali con funzionalità aggiuntive. Ora, uno studio pubblicato su European Physical Journal E di Marina Yakemseva e colleghi del Nanomaterials Research Institute di Ivanovo, Russia, si concentra sull'influenza della temperatura e della concentrazione di nanotubi sulle proprietà fisiche di tali materiali combinati. Questi risultati potrebbero avere implicazioni per l'ottimizzazione di queste combinazioni per applicazioni senza display, come sensori o interruttori stimolati esternamente, e nuovi materiali che rispondono all'elettricità, magnetico, campi meccanici o addirittura ottici.
Le funzionalità aggiuntive di questi materiali compositi si ottengono combinando l'auto-organizzazione di un cristallo liquido con le caratteristiche dei nanotubi, che mostrano una grande differenza di conduttività elettrica e termica tra il loro asse lungo e quello corto. In questo studio, gli autori si sono concentrati sulle proprietà elettro-ottiche e dielettriche delle combinazioni di nanotubi di carbonio multiparete e cristallo liquido ferroelettrico.
Nello specifico, hanno studiato l'influenza della temperatura sulle principali proprietà fisiche del materiale composto, come l'angolo di inclinazione, polarizzazione spontanea, tempo di risposta, viscosità, e la forza e la frequenza del suo rilassamento dielettrico. Hanno scoperto che tutte le dispersioni mostrano le dipendenze previste dalla temperatura per quanto riguarda le loro proprietà fisiche.
Hanno anche studiato la dipendenza delle caratteristiche fisiche dalla concentrazione di nanotubi, che è ancora oggetto di numerosi rapporti contraddittori. Per aumentare la concentrazione di nanotubi, hanno osservato una diminuzione dell'angolo di inclinazione, ma un aumento della polarizzazione spontanea. Questo fenomeno spiega l'aumento del cosiddetto coefficiente di accoppiamento bilineare tra angolo di inclinazione e polarizzazione spontanea. Nonostante l'aumento della polarizzazione, i tempi di risposta elettro-ottica rallentano, che suggerisce un aumento della viscosità rotazionale lungo il cono di inclinazione. Questo fenomeno spiega anche la diminuzione osservata della frequenza di rilassamento dielettrico per l'aumento della concentrazione di nanotubi.
