Materialeforskere lærer, hvordan man får flydende krystal til at ændre formen

I et gennembrud, der kunne føre til nye optiske enheder, selvhelbredende materialer og dynamiske skærme, har materialeforskere ved University of California, Berkeley, udviklet en måde at få flydende krystaller til at ændre form på kommando.

Flydende krystaller er materialer, der flyder som væsker, men har den molekylære struktur som krystaller. De bruges i en række forskellige applikationer, herunder flydende krystalskærme (LCD'er), fordi de nemt kan skiftes fra en klar til en uklar tilstand ved at anvende et elektrisk felt.

Det nye studie, offentliggjort i tidsskriftet Nature, viser, at ved at tilsætte små mængder af visse polymerer til flydende krystaller, er det muligt at få dem til at ændre form på en kontrolleret måde. Forskerne var i stand til at få flydende krystaller til at danne dråber, stænger og andre former og skifte mellem disse former ved at ændre temperaturen eller det elektriske felt.

Denne opdagelse har potentialet til at revolutionere en bred vifte af teknologier. For eksempel kan det bruges til at skabe nye optiske enheder, der kan ændre form efter behov, såsom adaptive linser eller omskiftelige spejle. Det kan også bruges til at udvikle selvhelbredende materialer, der kan reparere sig selv ved at ændre form, eller dynamiske skærme, der kan ændre deres billeder eller farver i realtid.

"Vi er meget begejstrede for potentialet i denne opdagelse," sagde studielederforfatter Quan Li, en kandidatstuderende ved Institut for Materialevidenskab og Engineering ved UC Berkeley. "Vi tror på, at det kan åbne op for nye muligheder for en bred vifte af applikationer."

Forskerne arbejder nu på at forstå den underliggende fysik af dette fænomen og på at udforske andre måder at kontrollere flydende krystallers formskiftende egenskaber på.

"Vi er lige begyndt at ridse overfladen af, hvad der er muligt med denne nye teknologi," sagde seniorforfatter professor Nitin Goloksuz, en materialeforsker og ingeniør ved UC Berkeley. "Vi er ivrige efter at se, hvilke nye og innovative applikationer der kan udvikles."

Undersøgelsen blev støttet af National Science Foundation og Camille og Henry Dreyfus Foundation.