Wissenschaftler erzeugen Flüssigkristalle, die ihren festen Gegenstücken sehr ähnlich sind

Die Schaffung von Flüssigkristallen, die die komplexen Strukturen von Festkörpern nachbilden können, ist ein wichtiger Schritt nach vorn

Fließende Materialien schaffen. Die Ergebnisse der Arbeit der Wissenschaftler wurden in der Zeitschrift veröffentlichtNaturkönnte eines Tages zu neuen Arten von intelligenten Fenstern und Fernseh- oder Computerbildschirmen führen. Sie können das Licht nicht nur verändern, sondern auch wie nie zuvor steuern.

Die Haupteigenschaft fester Kristalle, die vielen Chemikern und Gemmologen bekannt ist, ist die Symmetrie.

Ivan Smalyukh, Professor, Fachbereich Physik, CU Boulderund leitender Autor der Studie, erklärte, dass Wissenschaftler alle bekannten Kristalle in sieben Hauptklassen sowie viele andere Unterklassen einteilen – teilweise basierend auf der Symmetrie ihrer Atome. 

„Wir wissen alles über alle möglichen Symmetrien fester Kristalle, die wiederhergestellt werden können. Insgesamt gibt es 230 “, erklärte der leitende Autor der neuen Studie.

Jetzt haben er und seine Kollegen einen Weg gefunden, um etwas zu schaffendie ersten Flüssigkristalle, die monoklin und orthorhombisch ähneln - zwei der sieben Hauptklassen fester Kristalle. Die Ergebnisse verleihen der chaotischen Flüssigkeitswelt ein wenig mehr Ordnung, sagte er.

Herkömmliche Flüssigkristalle haben dies nichtkomplexe Strukturen ihrer symmetrischen Formen. Beispielsweise bestehen die häufigsten Flüssigkristalle aus winzigen stäbchenförmigen Molekülen. Wissenschaftler wollten sehen, ob sie dies ändern können. Unter den richtigen Bedingungen im Labor erzeugten sie eine nematische flüssigkristalline Flüssigkeit mit einer Symmetrie, die der eines festen monoklinen Kristalls sehr ähnlich ist. Mit anderen Worten: Das Team schuf ein Material mit den mathematischen Eigenschaften eines Lazulit- oder Gipskristalls, aber Ihr Material könnte wie eine Flüssigkeit fließen.

Traditioneller "nematischer" Flüssigkristall unter dem Mikroskop. Mit freundlicher Genehmigung von Smalyukh Lab.

Diese Arbeit eröffnet verschiedene Möglichkeiten zur Änderung von Anzeigetechnologien, die die Energieeffizienz von Geräten wie Smartphones verbessern könnten.

Wissenschaftler sind noch weit davon entfernt, Flüssigkristalle zu erzeugen, die das gesamte Spektrum fester Kristalle reproduzieren würden. Aber die neue Entdeckung bringt sie dem Erfolg näher.

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Nematische Flüssigkristalle oder Nematik -Optisch einachsige Flüssigkristalle mit einer weitreichenden Orientierungsordnung können sich frei bewegen. Sie zeichnen sich durch das Vorhandensein von Mikrostrukturen in Form von Fäden aus, deren Enden entweder frei oder mit der Wand des Behälters verbunden sind, in dem sich die zu untersuchende Substanz befindet.