Forskere syntetiserer nye flydende krystaller, der tillader rettet transmission af elektricitet

Flydende og fast - de fleste mennesker er ikke klar over, at der kan være stater imellem. Flydende krystaller er repræsentative for en sådan tilstand. Mens molekylerne i væsker svømmer rundt tilfældigt, nabomolekyler i flydende krystaller er justeret som i almindelige krystalgitre, men materialet er stadig flydende. Flydende krystaller er således et eksempel på en mellemtilstand, der hverken er rigtig fast eller virkelig flydende¬¬. De flyder som en væske, og alligevel er deres molekyler grupperet i små, regelmæssigt bestilte enheder. En særlig anvendelse af flydende krystaller er optisk billedteknologi som i fjernsynsskærme, smartphones, og lommeregnere. Alle LCD- eller flydende krystaldisplayer anvender disse molekyler.

Forskere ved Institut for Organisk Kemi ved Johannes Gutenberg Universitet Mainz (JGU) har syntetiseret nye flydende krystaller i et projekt sponsoreret af den tyske forskningsfond (DFG). "Hvis du langsomt afkøler vores flydende krystallinske materialer, molekylerne justeres i en selvsamlingsproces for at danne søjler, " forklarede professor Heiner Detert fra JGU. "Vi kan forestille os disse søjler som bunker af ølmåtter stablet oven på hinanden. Men det særlige er, at disse søjler leder elektrisk energi i hele deres længde." Materialerne kan således fungere som organiske, flydende krystallinske "strømkabler" og sørger for målrettet eltransmission i elektroniske komponenter. Mens de fleste materialer leder positive ladninger båret af huller, de nye molekyler leder faktisk elektroner. En yderligere fordel ved et flydende krystallinsk strømkabel er, at hvis det brister, enhver sådan brud vil heles helt af sig selv.

Forskerne har identificeret en særlig interessant effekt udvist af deres syntetiserede molekyler:Hvis et enkelt molekyle stimuleres af eksponering for UV-lys, det vil lyse som svar. Hvis koncentrationen af ​​molekylet stiger, denne effekt forsvinder først for at vise sig igen, når koncentrationen fortsætter med at stige. Hvis molekylerne er suspenderet i et opløsningsmiddel eller arrangeret på en film, de vil fluorescere i forskellige farver, når de bestråles med UV -lys.

Detert og hans team sammen med professor Matthias Lehmann fra Julius-Maximilians-Universität Würzburg offentliggjorde for nylig deres resultater i Kemi - Et europæisk tidsskrift . Eksperter klassificerede forskningsresultaterne som usædvanligt betydningsfulde, og tidsskriftets redaktører valgte artiklen som et hot paper. Hovedforfatteren, Natalie Tober, støttes af et stipendium tildelt af Carl Zeiss Foundation.