Nuovi metamateriali ai cristalli liquidi

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Nuovi metamateriali ai cristalli liquidi

Nuovi metamateriali ai cristalli liquidiSe introduciamo imperfezioni in cristalli liquidi con microsfere e poi le controlliamo con campi elettrici possiamo creare materiali avanzati molto utili per tecnologie ottiche come i display elettronici e gli e-reader. È questo il risultato di uno studio del Sissa basato sulla simulazione al computer.
Nello studio sono state modellizzate sospensioni di colloidi in cristalli liquidi e poi applicati campi elettrici modulati nel tempo. Le simulazioni dimostrano che accendendo e spegnendo campi elettrici di opportuna intensità è possibile ordinare i colloidi disponendoli in colonne o piani a piacere.
Vediamolo più in dettaglio. Le molecole che formano i cristalli liquidi si orientano in direzioni precise, dettate dalla loro forma. Questa tendenza può essere contrastata introducendo nel fluido dei colloidi particelle sferiche microscopiche che forzano le molecole a contatto con la loro superficie ad adattarsi e ruotare in un orientamento diverso. Si generano così nel materiale delle linee di errore che provocano un’alterazione locale delle proprietà ottiche. Queste linee fanno interagire a distanza le particelle di colloide, tenendole assieme come fili sottili. Accendendo e spegnendo il campo elettrico si genera una competizione tra l’ordine spontaneo del cristallo liquido, quello imposto dalle superfici dei colloidi e quello impresso dal potenziale elettrico. Modulando accuratamente i campi elettrici possiamo far muovere l’insieme delle particelle e disporle a piacere, creando linee di difetto con la forma che desideriamo.

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