Las dispersiones de nanotubos de carbono con cristales líquidos han atraído mucho interés porque allanan el camino para la creación de nuevos materiales con funcionalidades añadidas. Ahora, un estudio publicado en Revista Física Europea E por Marina Yakemseva y sus colegas del Instituto de Investigación de Nanomateriales en Ivanovo, Rusia, se centra en la influencia de la temperatura y la concentración de nanotubos en las propiedades físicas de dichos materiales combinados. Estos hallazgos podrían tener implicaciones para optimizar estas combinaciones para aplicaciones sin pantalla, como sensores o interruptores estimulados externamente, y materiales novedosos que responden a la electricidad, magnético, campos mecánicos o incluso ópticos.

Las funcionalidades añadidas de estos materiales compuestos se consiguen combinando la autoorganización de un cristal líquido con las características de los nanotubos, que exhiben una diferencia importante en la conductividad eléctrica y térmica entre su eje largo y su eje corto. En este estudio, los autores se centraron en las propiedades electroópticas y dieléctricas de combinaciones de nanotubos de carbono de múltiples paredes de cristal líquido ferroeléctrico.

Específicamente, estudiaron la influencia de la temperatura en las principales propiedades físicas del material compuesto, como el ángulo de inclinación, polarización espontánea, tiempo de respuesta, viscosidad, y la fuerza y ​​frecuencia de su relajación dieléctrica. Descubrieron que todas las dispersiones exhiben las dependencias de temperatura esperadas con respecto a sus propiedades físicas.

También investigaron la dependencia de las características físicas de la concentración de nanotubos, que sigue siendo objeto de varios informes contradictorios. Para aumentar la concentración de nanotubos, observaron una disminución en el ángulo de inclinación, sino un aumento de la polarización espontánea. Este fenómeno explica la mejora del denominado coeficiente de acoplamiento bilineal entre el ángulo de inclinación y la polarización espontánea. A pesar del aumento de la polarización, los tiempos de respuesta electroóptica se ralentizan, lo que sugiere un aumento de la viscosidad rotacional a lo largo del cono de inclinación. Este fenómeno también explica la disminución observada en la frecuencia de relajación dieléctrica para aumentar la concentración de nanotubos.