Los científicos rusos se han convertido en los primeros en el mundo en sistematizar la dependencia de las estructuras de orientación de las gotas de cristal líquido colestérico.
Según los investigadores, la comprensión de los mecanismos de su organización brindará la oportunidad de crear nuevos materiales programables para la medicina, la industria de la construcción y la electrónica, así como ayudar a comprender estructuras tan complejas como el ADN, los virus y las membranas celulares.
Los resultados del estudio de la Universidad Federal de Siberia (SibFU) se publicaron en la revista Soft Matter.
Las pantallas para televisores y teléfonos inteligentes modernos, gafas con color autorregulable y transparencia variable según la intensidad de la luz solar que penetra en la habitación, son quizás las formas más populares de usar cristales líquidos. La diferencia crítica entre los cristales líquidos colestéricos y comunes (también conocidos como nemáticos) es su estructura: una espiral retorcida compleja que se asemeja a la de la estructura del ADN.
“Es muy importante estudiar los colestéricos porque son mucho más complicados e interesantes que los cristales líquidos comunes, que se utilizan en la producción de pantallas en televisores y teléfonos inteligentes modernos. Por ejemplo, la longitud de la onda de luz reflejada por la estructura depende del paso en espiral: una gota colestérica puede cambiar instantáneamente su color, asemejándose a la piel de un camaleón. Esta capacidad es la base para la mayoría de las aplicaciones de este material ”, dijo Mikhail Krakhalev, asociado científico principal del Instituto de Física Kirensky y profesor asociado de Física General en el Instituto de Ingeniería Física y Radio Electrónica.
Según el científico, los cristales líquidos colestéricos (CLC) se pueden utilizar en la fabricación de papel electrónico. A diferencia de las pantallas LCD, la imagen en dicho papel se reproduce en la luz reflejada y puede almacenar texto y gráficos durante mucho tiempo. Esto podría ayudar a salvar bosques y ahorrar energía, usándolo solo para alterar imágenes. Además, los CLC se pueden usar como sensores: son sensibles a los anticuerpos biológicos y a varias impurezas en el agua. Un sensor de cristal líquido colestérico le mostrará instantáneamente si el agua se vuelve inutilizable.
La mejor parte del uso de colestéricos es que pueden reutilizarse: es suficiente para eliminar las «gotas de camaleón» del líquido que se está probando, y están listos para su reutilización.
Una aplicación más sofisticada de este material son los láseres sintonizables de longitud de onda de amplio rango utilizados en medicina. Los cristales líquidos colestéricos nos darán un dispositivo que podría reemplazar a tres convencionales.
Tras el experimento, los investigadores de la Universidad Federal de Siberia y el Instituto de Física Kirensky, en la Rama Siberiana del RAS, han sistematizado por primera vez en la práctica rusa o extranjera, las estructuras de las gotas de colesterol en las moléculas de cristal líquido en el borde de las gotitas se orientaron perpendicularmente a la superficie.
“Un estudio detallado del comportamiento de las gotas colestéricas contribuirá al desarrollo de materiales y tecnologías que reducirán significativamente el impacto sobre el medio ambiente. En general, la creación de sistemas capaces de adaptarse rápidamente a los cambios en las influencias externas reorganizando su estructura es importante no solo para la ciencia fundamental. Esto sentará las bases para la transición al mundo de los nuevos materiales inteligentes similares a la naturaleza «, resumió Anna Gardymova, coautora del estudio, profesora asociada del Departamento de Ingeniería de Instrumentos y Nanoelectrónica de SibFU.