Ученые из Школы молекулярной инженерии Чикагского университета разработали стабилизированные кристаллы голубой фазы (жидкие спиральные кристаллы в промежуточном состоянии между изотропной жидкостью и холестериком), которые могут использоваться в новых оптических устройствах.

Исследование опубликовано в ACS Nano.

Команда университета открыла новый метод создания и стабилизации жидких кристаллов, которые отражают синий и зеленый свет, а также реагируют на внешние сигналы с большой скоростью.

Ученые работали с ассиметричными жидкими кристаллами, у которых большой диапазон оптических свойств. Но эти материалы нестабильны и существуют только в небольшом интервале температур. Нагревание даже на один градус может разрушить свойства кристаллов. Это ограничивало их использование в технологиях.

Исследователи стабилизировали кристаллы голубой фазы с помощью двойных эмульсий. Они использовали каплю раствора на водной основе, окруженную каплей маслянистого жидкого кристалла. Создавалась структура — «ядро и оболочка». Она была суспензирована в другой жидкости на водной основе. В таком состоянии ученые удержали жидкий кристалл в состоянии голубой фазы. Они сформировали полимерную сеть, которая стабилизировала синий кристалл без нарушения его свойств.

В результате получились идеальные однородные кристаллы, поведение которых легче прогнозировать и контролировать. В таком состоянии можно изменять температуру кристалла голубой фазы на 30 °C.

Жидкие кристаллы являются основой для многих технологий отображения изображений, в том числе дисплеев для компьютеров и телевизоров.

Руководитель исследования, профессор молекулярной инженерии Хуан де Пабло считает, что оптические свойства этого материала можно использовать в различных устройствах для передачи изображения, чтобы включать и выключать их с помощью незначительных воздействий температуры или света, а также в датчиках, которые смогут обнаруживать излучение в пределах определенной длины волны.