Sıvı kristaller; belirli renk dalga boylarını yansıtma yetenekleri sayesinde LCD ekranlar gibi yeni teknolojiler sağlıyor.
Chicago Üniversitesi ve Argonne Ulusal Laboratuvarı Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu’ndaki araştırmacılar; bir sıvı “kristal içinde kristal” oluşturmak için yenilikçi bir yol geliştirdiler. Bu yeni kristaller; yeni nesil ekran teknolojileri veya çok az enerji tüketen sensörler için kullanılabilir.
Kristaller içindeki bu tür kristaller; ışığı diğerlerinin yapamayacağı belirli dalga boylarında yansıtabildiğinden, daha iyi görüntü teknolojileri için kullanılabilir. Ayrıca, sıcaklık, voltaj veya ilave kimyasallarla manipüle edilebilir, bu da onları algılama uygulamaları için değerli hale getirir. Örneğin sıcaklıktaki değişiklikler; renk değişikliklerine neden olur. Ayrıca bu tür değişiklikler sadece hafif sıcaklık değişimleri veya küçük voltajlar gerektireceğinden, cihazlar çok az enerji tüketir.
Teknolojiye Entegre
Sıvı kristallerin moleküler yönelimi; onları birçok görüntüleme teknolojisinin önemli yönleri için yararlı kılar. Ayrıca, moleküllerin görünür ışığı yansıtan oldukça düzenli desenlerde düzenlendiği “mavi faz kristalleri” oluşturabilirler.
Mavi fazlı kristaller; hem sıvıların hem de kristallerin özelliklerine sahiptir, yani akabilirler ve bükülebilirler. Aynı zamanda görünür ışığı ileten veya yansıtan son derece düzenli özellikler sergilerler. Ayrıca, geleneksel sıvı kristallerden daha iyi optik özelliklere ve daha hızlı tepki süresine sahiptirler, bu da onları optik teknolojiler için iyi bir aday yapar.
Ek olarak, mavi fazlı kristallerde ışığı yansıtmaktan sorumlu özellikler; kuvars gibi geleneksel kristallere kıyasla nispeten büyük mesafelerle ayrılır. Daha büyük özellik boyutları; aralarındaki arayüzlerin mühendisliğini kolaylaştırır. Bu da geleneksel kristal malzemelerdeki kötü şöhretli bir süreçtir. Bu tür arayüzler önemlidir, çünkü kimyasal reaksiyonlar ve mekanik dönüşümler için ideal yerler sağlarlar ve ses, enerji veya ışığın taşınmasını engelleyebilirler.
Kristaller Arasında Bir Arayüz Oluşturma
Mavi faz kristal arayüzünü tasarlamak için bilim insanları; sıvı kristallerin biriktirildiği kimyasal olarak şekillendirici yüzeylere dayanan, moleküler yönelimlerini manipüle etmek için bir araç geliştirdiler. Bu oryantasyon daha sonra sıvı kristalin kendisi tarafından büyütülür ve belirli bir mavi faz kristalinin başka bir mavi faz kristali içinde şekillendirilmesine izin verir.
Teorik tahminlerin ve deneylerin doğru tasarıma ulaşması sonucunda ortaya çıkan süreç; sıvı kristaller içinde özel bir kristal şekiller yaratmalarını sağladı.
Sadece bu da değil, yeni şekillendirilmiş kristal, bir mavi fazdan başka bir mavi faz tipine geçmek için renk ve sıcaklık değiştirmek için hem sıcaklık hem de akım ile manipüle edilebilir.
Bilim İnsanı Juan de Pabl: “Bu, malzemenin optik özelliklerini çok hassas bir şekilde değiştirebileceği anlamına geliyor. Artık dış uyaranlara cevap verebilecek ve daha önce iyi alternatifleri olmayan belirli dalga boylarında ışığı yansıtabilecek bir malzemeye sahibiz.”
Kristalleri böylesine küçük bir ölçekte manipüle etme yeteneği, araştırmacıların bunları nano ölçekte mükemmel tekdüze yapılar üretmek için, şablonlar olarak kullanmalarına olanak tanıyor.
