Onderzoek geleid door wetenschappers van de Universiteit van Luxemburg heeft het potentieel aangetoond van vloeibaar-kristalschillen als materiaal voor een breed scala aan toekomstige toepassingen, variërend van autonoom rijden tot anti-namaaktechnologie en een nieuwe klasse sensoren.

vloeibare kristallen, al veel gebruikt in flatscreen-tv's, zijn materialen in een toestand tussen vast en vloeibaar. Prof Jan Lagerwall en zijn team van de Physics and Materials Science Research Unit (PHYMS) van de Universiteit van Luxemburg onderzoeken al enkele jaren de unieke mechanische en optische eigenschappen van microscopisch kleine schelpen gemaakt van vloeibaar kristal. Nutsvoorzieningen, in een multidisciplinaire samenwerking met IT-wetenschappers, Dr. Gabriele Lenzini en Prof Peter Ryan van het Interdisciplinair Centrum voor Veiligheid en Vertrouwen (SnT) van de universiteit, en Mathew Schwartz, assistent-professor aan het New Jersey Institute of Technology, een rapport hebben gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Geavanceerde materialen het beschrijven van potentieel baanbrekende toekomstige toepassingen voor het materiaal.

Vloeibare kristallen schelpen, slechts fracties van een millimeter groot, kan gemakkelijk worden aangebracht op oppervlakken, en hebben verschillende unieke eigenschappen die in de techniek kunnen worden toegepast. Omdat ze licht zeer selectief reflecteren, ze kunnen worden gerangschikt in patronen die leesbaar zijn voor machines, vergelijkbaar met een QR-code, het toevoegen van gecodeerde informatie aan objecten. "Deze patronen kunnen worden gebruikt om autonome voertuigen te begeleiden of om robots te instrueren bij het hanteren van werkstukken in een fabriek. Dit kan belangrijk worden, vooral in binnentoepassingen waar GPS-apparaten niet werken, "Prof Lagerwall legt uit.

De schelpen kunnen worden vervaardigd om alleen bepaalde golflengten van licht te reflecteren, zoals infrarood, dat zou onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Aangezien de vloeibare kristallen omhulsels licht "omnidirectioneel reflecteren, " wat betekent dat kijkers hetzelfde patroon zien, ongeacht hun positie en kijkhoek, de patronen kunnen zelfs worden gelezen door bewegende objecten. Aanvullend, de schelpen kunnen zo worden vervaardigd dat ze van structuur veranderen wanneer ze worden blootgesteld aan bepaalde externe invloeden, zoals druk, hitte of specifieke chemicaliën.

Samen met computers om deze veranderingen te interpreteren, de schelpen kunnen worden gebruikt als sensoren, bijvoorbeeld, als druksensoren in de vingertoppen van robots die tactiele feedback mogelijk maken, wat momenteel moeilijk te bereiken is in robottechnologie. Een andere toepassing kan zijn nooduitgangsignalisatie op muren in gebouwen die pas zichtbaar wordt als de temperatuur een bepaalde drempel overschrijdt. Het grote voordeel van deze sensoren is dat ze passief reageren op externe invloeden en geen elektriciteit en batterijen nodig hebben.

Eindelijk, schelpen met vloeibare kristallen kunnen worden gebruikt om namaak te voorkomen. De micropatronen die ontstaan ​​wanneer de schelpen worden samengebracht, zijn uniek en onmogelijk te kopiëren. Deze niet-kloneerbare patronen kunnen worden gebruikt om niet-kopieerbare identificatiegegevens te maken die aan waardevolle objecten kunnen worden bevestigd, zoals kunstwerken of dure geneesmiddelen. In combinatie met cryptografische tools kunnen ze worden gebruikt om een ​​systeem te creëren dat ervoor zorgt dat een koper of gebruiker het originele en niet een nagemaakt product heeft.

Prof Lagerwall maakt duidelijk dat de ideeën die in het rapport worden geschetst nader onderzoek behoeven. "Onze hoop is dat het artikel toekomstig onderzoek naar vloeibaar kristallijne materialen kan stimuleren in nieuwe richtingen die aansluiten bij de huidige maatschappelijke ontwikkelingen, " hij zei.