Novos cristais para tecnologias de exibição de próxima geração

• Pesquisadores criaram um novo método para esculpir um "cristal líquido dentro de um cristal".
• Este cristal pode ser usado para desenvolver telas de última geração e tecnologias de sensores que consomem muito menos energia.

O cristal líquido é a fase intermediária entre os líquidos convencionais e os cristais sólidos. Ele pode mudar de forma como um fluido, mas tem as propriedades de alinhamento molecular de um cristal sólido.

Devido ao seu comportamento único, eles são usados ​​em displays eletrônicos e dispositivos óticos modulados. LCDs, por exemplo, têm uma ampla gama de aplicações, incluindo monitores de computação, painéis de instrumentos, televisores, câmeras digitais e muito mais.

Agora, uma equipe de pesquisa da Universidade de Chicago criou um novo método para esculpir um "cristal líquido dentro de um cristal", que poderia ser usado para desenvolver telas de última geração e tecnologias de sensores.

Cristais da Fase Azul

A orientação molecular dos cristais líquidos é a principal razão pela qual eles são usados ​​para várias tecnologias de exibição. As moléculas também podem ser organizadas em padrões altamente regulares para refletir a luz visível. Esta configuração é conhecida como Blue Phase Crystals (BPC).

O BPC exibe características altamente regulares que refletem ou transmitem luz visível. Eles têm um tempo de resposta mais rápido e melhores características ópticas em comparação com os cristais líquidos convencionais.

Referência:Avanços na Ciência | DOI:10.1126 / sciadv.aax9112 | Universidade de Chicago

E como os recursos que refletem a luz em BPCs são separados por grandes distâncias (até 300 diâmetros moleculares em vez de apenas alguns átomos), suas interfaces podem ser facilmente projetadas. Essas interfaces são responsáveis ​​por reações químicas, transformações mecânicas e dificultando o transporte de som, luz e energia.

Esses recursos tornam os BPCs candidatos perfeitos para tecnologias ópticas.

Como esculpir um cristal com outro cristal

A equipe de pesquisa desenvolveu uma tecnologia baseada em litografia para projetar uma interface BPC. Eles padronizaram quimicamente as superfícies para depositar cristais líquidos e manipular sua orientação molecular.

O cristal líquido então amplifica a orientação molecular, permitindo que um cristal azul específico seja esculpido dentro de outro cristal de fase azul. Isso permitiu que os pesquisadores construíssem formas de cristal personalizadas dentro dos cristais líquidos, um feito que nunca foi alcançado antes.

Cristais líquidos | Crédito:Martelj / Wikimedia

Tanto a corrente quanto a temperatura podem ser usadas para manipular (ou alterar as cores) do cristal recém-esculpido. Em outras palavras, a corrente ou a temperatura podem transformar uma fase azul em outro tipo de fase azul.

Significância

Isso significa que agora temos um material capaz de responder a estímulos externos e refletir luz em certos comprimentos de onda. As propriedades ópticas deste material podem ser alteradas com precisão.

E como esse cristal dentro de um cristal pode ser controlado por voltagem, temperatura ou produtos químicos adicionais, ele pode ser usado para melhores tecnologias de exibição e aplicações de detecção.

Esses cristais requerem pequenas variações de voltagem ou temperatura para mudar as cores, portanto, dispositivos construídos com esses materiais consumiriam muito menos energia do que os monitores existentes.

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O estudo permite aos cientistas manipular cristais em nanoescala e usá-los para construir estruturas perfeitamente uniformes. Os pesquisadores planejam fazer experiências com outros materiais e dispositivos ópticos. Eles usarão a mesma técnica para desenvolver sistemas ainda mais complexos.