Een team van onderzoekers van de Universiteit van Colorado in de VS en de Université Paris-Saclay, in Frankrijk heeft een nieuwe manier ontwikkeld om biaxiale vloeibare kristallen in de nematische fase te maken. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft de door hen ontwikkelde techniek en mogelijke toepassingen voor de resultaten. Philippe Poulin, met CNRS, De Universiteit van Bordeaux biedt een Perspectiefstuk over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer.

Vloeibare kristallen zijn de afgelopen halve eeuw enorm belangrijk geworden vanwege hun gebruik in telefoons, televisietoestellen en andere afgeschermde apparaten. Het type kristallen dat in dergelijke apparaten wordt gebruikt, staat bekend als vloeibare kristallen in de nematische fase, omdat hun moleculen op een bepaalde manier op één lijn liggen. Ze zijn ook over het algemeen eenassige, wat betekent dat ze in dezelfde richting staan, maar niet noodzakelijk in hetzelfde vlak. Maar de laatste jaren is wetenschappers zijn begonnen in te zien dat biaxiale nematische fasekristallen extra voordelen kunnen bieden. Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat, omdat ze hoge schakelsnelheden zouden hebben, ze zouden een belangrijke rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van nieuwe elektro-optische toepassingen. Helaas, de ontwikkeling van dergelijke kristallen heeft niet veel succes gehad. Sommige onderzoekers hebben geprobeerd bordachtige moleculen te gebruiken, terwijl anderen hebben geprobeerd staafachtige moleculen te mengen met schijfvormige moleculen. Geen van beide methoden heeft de gewenste resultaten opgeleverd. In deze nieuwe poging de onderzoekers probeerden een nieuwe tactiek - een die de problemen overwint die met de andere methoden worden gezien.

De nieuwe techniek omvat het combineren en mengen van twee soorten en maten nanostaafjes - de ene organisch en de andere anorganisch. De anorganische nanostaafjes waren 1000 nanometer, terwijl de organische nanostaafjes gemiddeld slechts twee nanometer lang waren. Maar er was meer - de onderzoekers moesten aan het mengsel sleutelen om de kleinere staven loodrecht op de grotere staven te laten rusten, waardoor er twee vlakken ontstaan. De onderzoekers ontdekten ook dat de resulterende biaxiale nematica niet simpelweg een superpositie van de twee nematica is - de anisotrope eigenschappen tussen de twee soorten staven zorgden ervoor dat de kleinere staven werden verdeeld op een manier die resulteerde in biaxialiteit zonder dat er extra ingrediënten nodig waren. Dit, het team merkt op, suggereert dat de eigenschappen van de nieuwe vloeibare kristallen zelfs rijker zijn dan verwacht.

© 2018 Fys.org