Roboti i kamere budućnosti mogli bi da budu napravljeni od tečnih kristala, zahvaljujući novom otkriću koje značajno proširuje potencijal hemikalija koje su već uobičajene u kompjuterskim ekranima i digitalnim satovima.
Nalazi, jednostavan i jeftin način da se manipuliše molekularnim svojstvima tečnih kristala uz izlaganje svetlosti, sada su objavljeni u časopisu Napredni materijali.
„Koristeći našu metodu, svaka laboratorija sa mikroskopom i setom sočiva može da uredi poravnanje tečnih kristala u bilo kom uzorku koji žele“, rekao je autor Alvin Modin, doktorski istraživač koji studira fiziku na Džons Hopkinsu. „Industrijske laboratorije i proizvođači bi verovatno mogli da usvoje metodu za jedan dan.“
Molekuli tečnih kristala teku kao tečnost, ali imaju zajedničku orijentaciju kao u čvrstim materijama, i ova orijentacija se može promeniti kao odgovor na stimulans. Oni su korisni u LCD ekranima, biomedicinskim instrumentima za snimanje i drugim uređajima koji zahtevaju preciznu kontrolu svetlosti i suptilnih pokreta. Ali kontrola njihovog poravnanja u tri dimenzije zahteva skupe i komplikovane tehnike, rekao je Modin.
Tim, koji uključuje profesora fizike Džonsa Hopkinsa Roberta Lehenija i pomoćnog profesora istraživanja Frančeska Sera, otkrio je da mogu da manipulišu trodimenzionalnom orijentacijom tečnih kristala kontrolisanjem izlaganja svetlosti fotoosetljivog materijala nanesenog na staklo.
Oni su sijali polarizovanu i nepolarizovanu svetlost na tečne kristale kroz mikroskop. U polarizovanoj svetlosti, svetlosni talasi osciliraju u određenim pravcima, a ne nasumično u svim pravcima, kao što bi bili u nepolarizovanoj svetlosti. Tim je koristio metod da stvori mikroskopsko sočivo od tečnih kristala koje može da fokusira svetlost u zavisnosti od polarizacije svetlosti koja sija kroz njega.
Prvo, tim je emitovao polarizovanu svetlost da bi poravnao tečne kristale na površini. Zatim su koristili redovno svetlo da preusmere tečne kristale nagore iz te ravni. Ovo im je omogućilo da kontrolišu orijentaciju dve vrste uobičajenih tečnih kristala i kreiraju obrasce sa karakteristikama veličine nekoliko mikrometara, što je delić debljine ljudske kose.
Nalazi bi mogli da dovedu do stvaranja programabilnih alata koji menjaju oblik kao odgovor na stimulanse, poput onih potrebnih u mekim, gumenim robotima za rukovanje složenim objektima i okruženjima ili sočivima fotoaparata koji se automatski fokusiraju u zavisnosti od uslova osvetljenja, rekao je Serra, koji je takođe saradnik. profesor na Univerzitetu Južne Danske.
„Ako bih želeo da napravim proizvoljan trodimenzionalni oblik, poput ruke ili hvataljke, morao bih da poravnam tečne kristale tako da kada je podložan stimulansu, ovaj materijal se spontano restrukturira u te oblike“, rekao je Serra. „Informacije koje su do sada nedostajale bile su kako kontrolisati ovu trodimenzionalnu osu poravnanja tečnih kristala, ali sada imamo način da to učinimo mogućim.
Naučnici rade na dobijanju patenta za svoje otkriće i planiraju da ga dalje testiraju sa različitim vrstama molekula tečnih kristala i očvrsnutih polimera napravljenih od ovih molekula.
„Određene vrste struktura ranije nisu mogle da se pokušaju jer nismo imali pravu kontrolu trodimenzionalnog poravnanja tečnih kristala“, rekao je Serra. „Ali sada to radimo, tako da je samo ograničeno nečijom maštom u pronalaženju pametne strukture za izgradnju ovom metodom, koristeći trodimenzionalno promenljivo poravnanje tečnih kristala.“
