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    Los científicos crean un cristal dentro de un cristal para nuevos dispositivos electrónicos

    Los científicos de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago anuncian un gran avance con los cristales de fase líquida azul, que crean estos hermosos patrones como se ve bajo un microscopio. Crédito:Alexander Cohen

    Los cristales líquidos han permitido nuevas tecnologías, como pantallas LCD, a través de su capacidad para reflejar ciertas longitudes de onda de color.

    Investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker de la Universidad de Chicago y del Laboratorio Nacional Argonne han desarrollado una forma innovadora de esculpir un "cristal dentro de un cristal" líquido. Estos nuevos cristales podrían usarse para tecnologías de visualización de próxima generación o sensores que consuman muy poca energía.

    Debido a que tales cristales dentro de cristales pueden reflejar la luz en ciertas longitudes de onda que otros no pueden, podrían utilizarse para mejorar las tecnologías de visualización. También se pueden manipular con temperatura, voltaje o productos químicos añadidos, lo que los haría valiosos para aplicaciones de detección. Cambios de temperatura, por ejemplo, daría lugar a cambios de color. Y debido a que tales cambios requerirían solo ligeras variaciones de temperatura o pequeños voltajes, los dispositivos consumirían muy poca energía.

    Integral a la tecnología

    La orientación molecular de los cristales líquidos los hace útiles para aspectos clave de muchas tecnologías de visualización. También pueden formar "cristales de fase azul, "en el que las moléculas se organizan en patrones muy regulares que reflejan la luz visible.

    Los cristales de fase azul tienen propiedades tanto de líquidos como de cristales, lo que significa que pueden fluir y son flexibles, mientras exhibe características muy regulares que transmiten o reflejan la luz visible. También tienen mejores propiedades ópticas y un tiempo de respuesta más rápido que los cristales líquidos tradicionales. haciéndolos un buen candidato para las tecnologías ópticas.

    Adicionalmente, las características responsables de reflejar la luz en los cristales de fase azul están separadas por distancias relativamente grandes en comparación con los cristales tradicionales como el cuarzo. Los tamaños de características más grandes hacen que sea más fácil diseñar las interfaces entre ellos, un proceso notoriamente difícil en materiales cristalinos tradicionales. Tales interfaces son importantes porque proporcionan sitios ideales para reacciones químicas y transformaciones mecánicas, y porque pueden dificultar el transporte de sonido, energía, o luz.

    Creando una interfaz entre cristales

    Para diseñar una interfaz de cristal de fase azul, los científicos desarrollaron tecnología que se basa en superficies de modelado químico sobre las que se depositan cristales líquidos, proporcionando así un medio para manipular su orientación molecular. Esa orientación luego es amplificada por el propio cristal líquido, permitiendo esculpir un cristal de fase azul particular dentro de otro cristal de fase azul.

    El proceso, un resultado de predicciones teóricas y experimentación para llegar al diseño correcto, les permitió crear formas de cristal específicas a medida dentro de los cristales líquidos, un nuevo avance.

    No solo eso, el cristal recién esculpido podría manipularse tanto con la temperatura como con la corriente para cambiar de una fase azul a otro tipo de fase azul, cambiando así de color.

    "Eso significa que el material puede cambiar sus características ópticas con mucha precisión, "dijo el coautor del artículo Juan de Pablo, el Profesor de Ingeniería Molecular de la Familia Liew, científico senior del Laboratorio Nacional Argonne, y un científico líder en materiales poliméricos. "Ahora tenemos un material que puede responder a estímulos externos y reflejar la luz en longitudes de onda particulares para las que antes no teníamos buenas alternativas".

    Útil para tecnologías de visualización, sensores

    Esta capacidad de manipular los cristales a una escala tan pequeña también permite a los investigadores utilizarlos como plantillas para fabricar estructuras perfectamente uniformes a nanoescala. dijo el coautor Paul Nealey, el profesor Brady W. Dougan de Ingeniería Molecular y uno de los principales expertos del mundo en modelado de materiales orgánicos.

    "Ya estamos experimentando con el cultivo de otros materiales y experimentando con dispositivos ópticos, ", Dijo Nealey." Estamos deseando utilizar este método para crear sistemas aún más complejos ".


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