Een nieuwe techniek om de structuur van vloeibare kristallen te veranderen, zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van snel reagerende vloeibare kristallen die geschikt zijn voor displays van de volgende generatie:3-D, augmented en virtual reality - en geavanceerde fotonische toepassingen zoals spiegelloze lasers, biosensoren en snelle/langzame lichtgeneratie, volgens een internationaal team van onderzoekers uit Penn State, het Air Force Research Laboratory en de National Sun Yat-sen University, Taiwan.

"De vloeibare kristallen waarmee we werken, worden blauwe fase vloeibare kristallen genoemd, " zei Iam Choon Khoo, de William E. Leonhard hoogleraar Elektrotechniek, wie is de corresponderende auteur van dit artikel. "Het belangrijkste van dit onderzoek is het fundamentele begrip van wat er gebeurt als je een veld toepast, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van de Repetitively-Applied Field-techniek. We zijn van mening dat deze methode bijna een universeel sjabloon is dat kan worden gebruikt voor het opnieuw configureren van veel vergelijkbare soorten vloeibare kristallen en zachte materie."

Vloeibare kristallen in de blauwe fase assembleren typisch zelf tot een kubische fotonische kristalstructuur. De onderzoekers geloofden dat ze door andere structuren te creëren eigenschappen konden ontwikkelen die niet aanwezig zijn in de huidige vorm. Na bijna twee jaar experimenteren, ze realiseerden zich dat door een intermitterend elektrisch veld aan te leggen en het systeem tussen toepassingen te laten ontspannen en de opgehoopte warmte af te voeren, ze konden de kristallen langzaam overhalen tot stabiele en veldvrije orthorhombische en tetragonale structuren.

De resulterende vloeibare kristallen vertonen een fotonische bandgap die kan worden aangepast aan overal binnen het zichtbare spectrum, en beschikken over snelle reacties die nodig zijn voor een verscheidenheid aan displays van de volgende generatie en geavanceerde fotonische toepassingen. De toevoeging van een polymeer aan de kristallen zou ze in een breed temperatuurbereik kunnen stabiliseren, van vriespunt tot bijna kookpunt in vergelijking met hun typische ongerepte tegenhangers die stabiel zijn in een bereik van slechts 5 graden. De polymeersteiger versnelt ook de schakelreactie.

In het laatste onderzoek het team past de lessen die in deze studie zijn geleerd toe om nieuwe kristalstructuren en oriëntaties te creëren met behulp van het elektrische veld van een laserbron.

De krant, "Herconfiguratie van driedimensionale vloeibaar-kristallijne fotonische kristallen door elektrostrictie, " deze week online gepubliceerd in Natuurmaterialen .