Je weet het misschien niet, maar u besteedt waarschijnlijk meerdere uren per dag aan het kijken naar nematische vloeibare kristallen; ze worden in vrijwel elke smartphone gebruikt, computer en tv-scherm. Het zijn vloeistoffen die zijn samengesteld uit langwerpige moleculen, die in sommige situaties op een merkwaardige manier kan worden georiënteerd, de 'dowser-textuur' genoemd, die gevoelig is voor externe omstandigheden. Natuurkundigen Pawel Pieranski van de Université Paris-Sud, Parijs, Frankrijk en Maria Helena Godinho van Universidade Nova de Lisboa, Lissabon, Portugal heeft nu een paper gepubliceerd in EPJ E dat laat zien dat de textuur van de wichelroedeloper op verschillende manieren reageert op elektrische velden in verschillende nematische materialen.

In een wichelroedestructuur, een vloeibaar kristal wordt tussen twee glasplaten geperst, zodat de moleculen die zich het dichtst bij de platen bevinden er loodrecht op staan, maar in tegengestelde richting wijzen. In de massa, op weg van het ene bord naar het andere, de moleculen draaien 180° zodat als je de verandering in hun richting volgt met een lijn, je een puntige vorm krijgt die lijkt op de Y-vormige houten staven die in de afgelopen eeuwen door wichelroedelopers werden gebruikt om grondwater te lokaliseren, vandaar de naam - de wichelroedestructuur.

De 'tip' van de textuur van de wichelroedeloper kan vrij roteren, net als een windwijzer en kan dus fungeren als een gevoelige sonde. De richting is gevoelig voor de richting van een elektrisch veld, waarbij de punt ofwel van de positieve naar de negatieve elektrode wijst (parallel) of omgekeerd (antiparallel).

In hun werk, Pieranski en Godinho observeerden verschillende wichelroedestructuren in elektrische velden onder gepolariseerd licht en toonden aan dat ze antiparallel waren met het veld in het vloeibare kristal MBBA, wat in lijn is met eerdere experimenten, maar onverwacht parallel in 5CB. Ze verklaarden dit aan de hand van het fenomeen 'elektro-osmose':een vloeistofstroom die wordt opgewekt door een elektrische stroom. Dus, de wichelroedestructuur kan ook worden gebruikt om elektro-osmose te detecteren.

Pieranski en Godinho ontdekten ook dat de textuur van de wichelroedeloper defecten kan bevatten, waarvan zij suggereren dat ze toepassingen kunnen hebben als microscopische dragers.