Nuevos cristales para tecnologías de visualización de próxima generación

• Los investigadores han ideado un nuevo método para esculpir un "cristal dentro de un cristal" líquido.
• Este cristal podría usarse para desarrollar tecnologías de sensores y pantallas de próxima generación que consumirían mucha menos energía.

El cristal líquido es la fase intermedia entre los líquidos convencionales y los cristales sólidos. Puede cambiar de forma como un fluido, pero tiene las propiedades de alineación molecular del cristal sólido.

Debido a su comportamiento único, se utilizan en pantallas electrónicas y dispositivos ópticos modulados. Las pantallas LCD, por ejemplo, tienen una amplia gama de aplicaciones, incluidos monitores de computación, paneles de instrumentos, televisores, cámaras digitales y más.

Ahora, un equipo de investigación de la Universidad de Chicago ha ideado un nuevo método para esculpir un "cristal dentro de un cristal" líquido, que podría utilizarse para desarrollar tecnologías de sensores y pantallas de próxima generación.

Cristales de fase azul

La orientación molecular de los cristales líquidos es la razón principal por la que se utilizan para numerosas tecnologías de visualización. Las moléculas también se pueden organizar en patrones muy regulares para reflejar la luz visible. Esta configuración se conoce como Cristales de fase azul (BPC).

Los BPC presentan características muy regulares que reflejan o transmiten la luz visible. Tienen un tiempo de respuesta más rápido y mejores características ópticas en comparación con los cristales líquidos convencionales.

Referencia:Avances científicos | DOI:10.1126 / sciadv.aax9112 | Universidad de Chicago

Y dado que las características que reflejan la luz en los BPC están separadas por grandes distancias (hasta 300 diámetros moleculares en lugar de solo unos pocos átomos), sus interfaces se pueden diseñar fácilmente. Estas interfaces son responsables de reacciones químicas, transformaciones mecánicas y obstaculizan el transporte de sonido, luz y energía.

Estas características hacen que los BPC sean un candidato perfecto para las tecnologías ópticas.

Esculpir un cristal con otro cristal

El equipo de investigación desarrolló una tecnología basada en litografía para diseñar una interfaz BPC. Ellos modelaron químicamente las superficies para depositar cristales líquidos y manipular su orientación molecular.

El cristal líquido amplifica entonces la orientación molecular, lo que permite esculpir un cristal azul específico dentro de otro cristal de fase azul. Permitió a los investigadores construir formas de cristal a medida particulares dentro de los cristales líquidos, una hazaña que nunca antes se había logrado.

Cristales líquidos | Crédito:Martelj / Wikimedia

Tanto la corriente como la temperatura se pueden utilizar para manipular (o cambiar los colores) del cristal recién esculpido. En otras palabras, la corriente o la temperatura pueden cambiar una fase azul a otro tipo de fase azul.

Importancia

Esto significa que ahora tenemos un material capaz de responder a estímulos externos y reflejar la luz en ciertas longitudes de onda. Las propiedades ópticas de este material se pueden modificar con precisión.

Y dado que este cristal dentro de un cristal se puede controlar mediante voltaje, temperatura o productos químicos añadidos, podría utilizarse para mejores tecnologías de visualización y aplicaciones de detección.

Estos cristales requieren pequeñas variaciones de voltaje o temperatura para cambiar de color, por lo que los dispositivos construidos con dichos materiales consumirían significativamente menos energía que las pantallas existentes.

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El estudio permite a los científicos manipular cristales a nanoescala y utilizarlos para construir estructuras perfectamente uniformes. Los investigadores planean experimentar con otros dispositivos y materiales ópticos. Utilizarán la misma técnica para desarrollar sistemas aún más complejos.