Una de las propiedades más importantes de los cristales líquidos es su capacidad para formar estructuras ordenadas. Este orden es esencial para las propiedades ópticas de los materiales y su capacidad para funcionar como pantallas y otros dispositivos.
Cómo aparece exactamente el orden por primera vez en los cristales líquidos ha sido un tema de debate e investigación durante décadas. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha utilizado una poderosa técnica de rayos X para capturar las primeras imágenes directas del proceso de pedido, un descubrimiento que podría conducir a nuevos y Dispositivos mejorados a base de cristal líquido.
El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.
Los investigadores utilizaron una técnica llamada espectroscopia de correlación de fotones de rayos X (XPCS) para estudiar el proceso de ordenación en cristales líquidos. XPCS es una técnica que permite a los investigadores medir la dinámica de materiales a nanoescala.
En sus experimentos, los investigadores calentaron una muestra de cristal líquido a una temperatura justo por debajo del punto en el que pasaría de una fase líquida a una cristalina. Luego utilizaron XPCS para medir las fluctuaciones en la densidad de las moléculas de cristal líquido a medida que comenzaban a ordenarse en una estructura cristalina.
Las mediciones XPCS de los investigadores revelaron que el proceso de ordenación en los cristales líquidos se produce en dos pasos. En el primer paso, las moléculas forman pequeños grupos ordenados que se distribuyen aleatoriamente por todo el líquido. En el segundo paso, estos pequeños grupos crecen y se fusionan, formando finalmente un cristal único, grande y ordenado.
Los investigadores creen que la formación de grupos antes de la formación de un solo cristal se debe al hecho de que las moléculas de cristal líquido tienen una fuerte tendencia a alinearse con sus vecinas. Esta tendencia a alinearse conduce a la formación de grupos pequeños y ordenados, que luego actúan como sitios de nucleación para el crecimiento del monocristal.
Los hallazgos de los investigadores tienen implicaciones importantes para el diseño y desarrollo de dispositivos basados en cristal líquido. Al comprender cómo aparece el orden por primera vez en los cristales líquidos, los investigadores pueden controlar mejor las propiedades ópticas de estos materiales y diseñar dispositivos que tengan un rendimiento mejorado.
El artículo se puede encontrar aquí:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36317-0
Puede encontrar un artículo de noticias accesible de la Universidad de Colorado, Boulder aquí:https://www.colorado.edu/today/2023/03/14/ordering-liquid-crystals-revealed
