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    Los cristales líquidos crean sensores que cambian de color

    Los científicos e ingenieros de PME han desarrollado una forma de estirar y filtrar los cristales líquidos para generar diferentes colores. Esto podría aplicarse en recubrimientos inteligentes, sensores, y dispositivos electrónicos portátiles. Crédito:Oleg Lavrentovich, Instituto de Cristal Líquido, Universidad Estatal de Kent

    Los camaleones son famosos por sus habilidades para cambiar de color. Dependiendo de su temperatura corporal o estado de ánimo, su sistema nervioso dirige el tejido de la piel que contiene nanocristales para expandirse o contraerse, cambiando la forma en que los nanocristales reflejan la luz y convirtiendo la piel del reptil en un arco iris de colores.

    Inspirado por esto, Los científicos de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker (PME) de la Universidad de Chicago han desarrollado una forma de estirar y filtrar los cristales líquidos para generar diferentes colores.

    Al crear una película delgada de polímero llena de gotas de cristal líquido y luego manipularla, han determinado los fundamentos de un sistema de detección de cambio de color que podría utilizarse para recubrimientos inteligentes, sensores, e incluso dispositivos electrónicos portátiles.

    La investigación, dirigido por Juan de Pablo, Profesor de Ingeniería Molecular de la Familia Liew, fue publicado el 10 de julio en la revista Avances de la ciencia .

    Estirar líquido usando películas delgadas.

    Cristales líquidos, que exhiben distintas orientaciones moleculares, ya son la base de muchas tecnologías de visualización. Pero de Pablo y su equipo estaban interesados ​​en cristales líquidos quirales, que tienen giros y vueltas y un cierto "lateralismo" asimétrico —como diestros o zurdos— que les permite tener comportamientos ópticos más interesantes.

    Estos cristales también pueden formar los llamados "cristales de fase azul, "que tienen las propiedades de los líquidos y los cristales y, en algunos casos, pueden transmitir o reflejar la luz visible mejor que los propios cristales líquidos.

    Los investigadores sabían que estos cristales podrían potencialmente manipularse para producir una amplia gama de efectos ópticos si se estiran o tensan. pero también sabían que no es posible estirar o colar un líquido directamente. En lugar de, colocaron diminutas gotas de cristal líquido en una película de polímero.

    "De esa forma podríamos encapsular cristales líquidos quirales y deformarlos de forma muy específica, formas altamente controladas, "Eso te permite entender las propiedades que pueden tener y qué comportamientos exhiben", dijo de Pablo.

    Creación de sensores de temperatura y deformación

    Al hacer esto, los investigadores encontraron muchas más fases diferentes (configuraciones moleculares de los cristales) de las que se habían conocido antes. Estas fases producen diferentes colores en función de cómo se estiran o tensan, o incluso cuando sufren cambios de temperatura.

    "Ahora las posibilidades están realmente abiertas a la imaginación, ", dijo de Pablo." Imagínese usar estos cristales en un tejido que cambia de color en función de su temperatura, o cambia de color donde dobla el codo ".

    Este sistema también podría usarse para medir la tensión en las alas de los aviones, por ejemplo, o para discernir cambios mínimos de temperatura dentro de una habitación o sistema.

    Los cambios de color proporcionan una forma excelente de medir algo de forma remota, sin necesidad de ningún tipo de contacto, dijo de Pablo.

    "Simplemente puede mirar el color de su dispositivo y saber cuánta tensión está bajo ese material o dispositivo y tomar las medidas correctivas necesarias, ", dijo." Por ejemplo, si una estructura está sometida a demasiada tensión, Podrías ver el cambio de color de inmediato y cerrarlo para repararlo. O si un paciente o un atleta ejercen demasiada tensión en una parte del cuerpo en particular mientras se mueven, podrían usar una tela para medirlo y luego intentar corregirlo ".

    Aunque los investigadores manipularon los materiales con tensión y temperatura, también existe la posibilidad de afectarlos con voltaje, campos magnéticos, y campos acústicos, él dijo, lo que podría dar lugar a nuevos tipos de dispositivos electrónicos fabricados con estos cristales.

    "Ahora que tenemos la ciencia fundamental para comprender cómo se comportan estos materiales, podemos empezar a aplicarlos a diferentes tecnologías, "dijo de Pablo.


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