Un diagrama esquemático de partículas de cristal líquido multicapa desarrollado por el equipo de investigación conjunto KIST-KAIST. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
Un equipo de investigación en Corea ha desarrollado un material que potencialmente puede reemplazar la tinta que cambia de color para prevenir la falsificación de billetes de banco. Tarjetas de identificación, etc. Un equipo encabezado por el Dr. Sang-seok Lee del Centro de Investigación de Materiales Compuestos Funcionales del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) anunció que ha desarrollado con éxito una tecnología para fabricar cristales líquidos que comprenden varias capas con un espesor comparable al de una hebra de cabello con propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas. El estudio fue dirigido por Kim Shin-Hyun, profesor de ingeniería química y biomolecular en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST).
Cuando un aditivo especial llamado dopante quiral se mezcla con el material de cristal líquido que se usa comúnmente en los dispositivos de visualización, las moléculas de cristal líquido giran espontáneamente para formar una estructura en espiral. Esto se conoce como "cristal líquido colestérico, "un material de cristal fotónico que puede exhibir color sin la adición de pigmentos a través de una nanoestructura periódica que refleja selectivamente la luz de ciertas longitudes de onda. La luz tiene una propiedad de polarización circular, girando en una sola dirección, mediante el cual es posible hacer que los colores aparezcan y desaparezcan cambiando ciertas condiciones de polarización.
Si esta estructura de cristal líquido se repite, es posible hacer un material que pueda presentar dos o más características al mismo tiempo. Los cristales líquidos con diversas características ópticas se pueden utilizar como material para prevenir la falsificación. Sin embargo, para hacer un material que consta de varias capas, existe la necesidad de construir cada capa encima de la anterior de manera repetida usando un dispositivo de diseño elaborado. Los investigadores desarrollaron la tecnología para este complejo proceso.
Partículas de cristal líquido con múltiples capas formadas a través del proceso de separación de fases desarrollado por el equipo de investigación conjunto KIST-KAIST. Crédito:Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)
El equipo de investigación de KIST-KAIST agregó un codisolvente que se disuelve tanto en aceite como en agua como una forma de mezclar alcohol orgánico, un agente hidratante hidrófilo y el material de cristal líquido hidrófobo para que las tres sustancias se mezclen uniformemente. Luego, la mezcla se emulsionó en agua para formar gotas de microemulsión. Se produjeron intercambios entre el codisolvente, agente hidratante y moléculas de agua a través de las superficies de las gotas de emulsión, lo que resultó en una separación de las capas hidrófoba e hidrófila.
Dependiendo de la proporción de mezcla inicial de las sustancias, se separaron en varias capas que van de una a cinco, y estas capas podrían controlarse libremente. También, con la separación de fases que ocurre continuamente dentro de cada gota de emulsión, la concentración del dopante quiral dentro de los cristales líquidos cambió, resultando en múltiples colores estructurales. Esta es una nueva tecnología para fabricar cristales líquidos de múltiples capas a través de un simple proceso de emulsión de la mezcla.
El Dr. Lee de KIST dijo:"Lo que hemos desarrollado es un método simple para crear cristales líquidos de varias capas y esperamos que sirva como base para agregar características ópticas únicas a los materiales, " y agregado, "Basado en esta nueva tecnología, planeamos desarrollar diversas partículas funcionales para desarrollar materiales compuestos ".
