Tres investigadores de RIKEN han creado un líquido cuya respuesta a un campo eléctrico se puede ajustar en el rango más amplio de cualquier material conocido. El fluido podría encontrar uso en varias aplicaciones, incluida la electrónica portátil.

La forma en que los materiales responden a un campo eléctrico varía ampliamente. Algunas cerámicas, plásticos y vidrios muestran grandes respuestas porque están hechos de moléculas polares, que tienen partes positivas y negativas. Cuando se aplica un campo eléctrico, las moléculas se alinean con el campo eléctrico. Por el contrario, un campo eléctrico tiene muy poco efecto sobre los materiales que tienen moléculas no polares, como el aire y la mayoría de los materiales orgánicos.

Esta respuesta se mide con un número conocido como permitividad dieléctrica:el aire tiene una permitividad dieléctrica muy cercana a uno, mientras que los materiales con grandes respuestas tienen valores de miles.

Ahora, Hiroya Nishikawa, Koki Sano y Fumito Araoka, todos del Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente, han desarrollado un líquido cuya permitividad dieléctrica puede oscilar entre 200 y 18 000 en solo medio minuto cuando se ilumina con luz.

El trío se dio cuenta de esto al combinar dos moléculas. La primera molécula es un cristal líquido que tiene dos fases:una con una permitividad dieléctrica baja y otra con una permitividad dieléctrica extremadamente alta. La segunda molécula es sensible a la luz. Cuando la luz azul brilló sobre la molécula combinada, cambió de la fase de baja permitividad dieléctrica a la alta; cuando se iluminó la luz verde sobre el fluido, se invirtió la situación, haciendo que regresara a la fase de baja permitividad dieléctrica.

Dado que una permitividad dieléctrica alta es importante para crear capacitores que almacenen una gran cantidad de carga eléctrica, el fluido podría usarse en aplicaciones que requieren capacitores variables. "Si quisiera obtener una capacitancia tan alta, necesitaría un capacitor especialmente diseñado", dice Araoka. "Pero podríamos lograr una alta capacitancia simplemente intercalando el material entre los electrodos porque el fluido tiene una permitividad dieléctrica muy alta".

En su estudio publicado en Nature Communications , el equipo demostró una aplicación del fluido acoplándolo con un generador de sonido y usándolo para cambiar el tono del sonido en un amplio rango cuando iluminaban el fluido.

El mecanismo detrás de la alta permitividad dieléctrica es un misterio. "Actualmente no tenemos idea de cómo se logra esta alta permitividad dieléctrica", dice Araoka. "Así que nos gustaría descubrir el motivo".

El equipo también quiere usar el fluido para crear dispositivos electrónicos flexibles. "En el estudio actual, usamos un sustrato de vidrio", dice Nishikawa. "Pero podemos reemplazarlo con una película flexible para crear dispositivos que se puedan usar en la piel". + Explora más

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