Уникальное свойство жидких кристаллов открыли и исследовали специалисты Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с другими российскими учеными. По словам авторов, полученные результаты помогут создать новое поколение техники с немеханическим управлением пучком света, к которой относятся проекционные дисплеи, перестраиваемые лазеры и многое другое. Об этом сообщили в пресс-службе вуза. 

Холестерические жидкие кристаллы, или холестерики, это вещества в отличие от обычных жидких кристаллов (нематиков), не имеющие центральной симметрии. Как рассказали ученые СФУ, они формируют особую объемную структуру, напоминающую куб, спирально закрученный вдоль одной из сторон. 

Холестерики намного сложнее привычных жидких кристаллов, применяемых в современной электронике, объяснили ученые. Ключевое их свойство, востребованное при производстве техники, – способность изменять шаг спирали или ее ориентацию в пространстве при определенном воздействии извне. Это позволяет холестерику, например, изменять свой цвет, подобно коже хамелеона.​ 

​Ученые СФУ создали новый тип структуры холестерика с уникальным откликом на электрическое поле. По словам авторов работы, им удалось особым образом "собрать" отдельные молекулы в большую периодическую структуру, благодаря чему появилась возможность по-новому управлять свойствами материала.​  

"Сегодня используют системы на жидких кристаллах двух типов геометрии: тангенциальной, где молекулы ЖК лежат параллельно границе раздела материалов, и гомеотропной, при которой молекулы лежат перпендикулярно границе. В нашем холестерике молекулы наклонены под углом 50 градусов к границе раздела. Оказалось, это создает крайне интересную периодическую микроструктуру, которая, например, позволит использовать холестерик, как моментально настраиваемую дифракционную решетку", – рассказал доцент кафедры общей физики СФУ, старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Михаил Крахалев.​  

Полученные результаты, как считают авторы, помогут при разработке новых устройств с немеханическим управлением пучком света – проекционных дисплеев (например, для очков дополненной реальности), компактных спектрометров и лазеров с изменяемой структурой и свойствами.   

"Мы получили образцы с большой одномерной периодической структурой и показали, что электрическим полем можно эффективно управлять ее ориентацией. Материал с такими свойствами поможет разработать дифракционные решетки, в которых контролируется не только интенсивность дифракционных максимумов, но и ориентация плоскости, в которой дифрагирует свет", – рассказал Михаил Крахалев.  

Любые жидкие кристаллы чувствительны к электрическому полю и влиянию поверхностей, с которыми они находятся в контакте. По словам ученых СФУ, полученная ими периодическая структура демонстрирует разные типы отклика на электрическое поле в зависимости от величины приложенного напряжения. 

При относительно большом электрическом напряжении (около 7 Вольт) периодическая струкутра трансформируется в однородное нематическое состояние, объяснили в СФУ. Если после этого напряжение уменьшить до 1,1 Вольт и менее, то вновь "проявится" структура холестерика. Ориентация вновь этой новой структуры будет зависеть от величины напряжения роста, отметили ученые. 

Исследование проведено совместно со специалистами Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН и Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. В дальнейшем научный коллектив планирует увеличить угол поворота периодической структуры и уменьшить время ее отклика. 

Источник: ​www.ria.ru

Похожие новости

  • 04/04/2018

    Российские ученые повысили твердость стали с помощью лазера и наночастиц

    Коллектив ученых Национального исследовательского университета «МЭИ», Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета разработал технологию повышения поверхностной твердости и износостойкости стальных изделий.
    2270
  • 27/11/2017

    Композиционный материал из графена и дисульфида ванадия повысит емкость и скорость заряда литий-ионных батарей

    ​Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН совместно с коллегами из СФУ и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» предложили использовать соединение графена с монослоем дисульфидом ванадия в качестве анодного материала для литий-ионных батарей.
    2769
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    1657
  • 13/08/2019

    Сибирские ученые научились находить и устранять деформации в промышленной керамике

    ​Коллектив ученых из Красноярска и Новосибирска разработал метод для определения остаточных деформаций в керамике из титаната бария. Это позволит сохранить её свойства и контролировать качество изделий, производимых из этого материала.
    1093
  • 10/10/2017

    Красноярские ученые создали гибкое «черное тело» с колоссальной способностью поглощать тепло

    ​Ученые Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали уникальный эластичный поглотитель тепла. Гибкое «черное тело» можно объединить с термоэлектрическими элементами и разместить на человеческой коже.
    2379
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    2054
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    2414
  • 03/06/2021

    Алмазные наноиглы для квантовых устройств и детекторов станут доступнее

    Российские ученые совместно с финскими коллегами усовершенствовали метод получения алмазных игл, что делает их более доступными для различных применений, включая квантово-оптические сенсоры. Новый способ использует синтез алмаза из смеси водорода и метана при активации газовой среды методом «горячей нити».
    1405
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    2188
  • 27/05/2019

    Красноярские ученые изготовили миниатюрные полосно-пропускающие фильтры для спутниковых антенн

    ​Лаборатория научного приборостроения Красноярского научного центра СО РАН успешно выполнила заказ AO «Научно-производственного предприятия ”Радиосвязь”» на разработку компактных частотно-полосных пропускающих фильтров.
    1098