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.
    2276
  • 23/06/2021

    В России создан уникальный сплав для авиа и железнодорожного транспорта

    Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ МИСиС) при участии коллег из Сибирского федерального университета и "НПЦ магнитной гидродинамики" (г.
    577
  • 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.
    2771
  • 30/12/2020

    Индукционная пайка волноводов: космический путь идеи до технологии в рамках одного университета

    ​Российская авиационная и ракетно-космическая промышленность с их высокими амбициозными требованиями является двигателем успешного развития машиностроения России. Это происходит во всем мире: промышленность требует все более новых и надежных технологических решений.
    1437
  • 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».
    1419
  • 09/04/2021

    Инновационный новосибирский тест на COVID-19 по дыханию представили на крупной выставке в Москве

    ​Учёные ведущих вузов России и эксперты экспортного центра оценили устройство новосибирских разработчиков, позволяющее сдать тест на коронавирус по дыханию.  Разработанный учёными Института автоматики и электрометрии СО РАН и компании «Сайнтификкоин» газоанализатор HEALTHMONITOR, позволяющий сдать тест на COVID-19 по дыханию, представили на международной выставке «Фотоника.
    667
  • 26/04/2021

    Иркутская TAIGA проверит физику на прочность

    ​На астрофизическом полигоне Иркутского государственного университета завершено создание пилотного комплекса гамма-обсерватории TAIGA. Эта уникальная установка — один из крупнейших и наиболее чувствительных инструментов в мире для решения задач в области астрофизики высоких энергий — возможно, станет началом Новой физики, находящейся за пределами Стандартной модели​.
    542
  • 29/07/2020

    Форму и свойства наночастиц можно изменять за счет благородных металлов

    ​Международный коллектив ученых создал гибридные наноструктуры из магнитных наночастиц и серебра. Меняя концентрацию благородного металла, можно получать конструкции различных форм: от эллипсов до четырех-, шести- и восьмиугольников с закругленными краями и тонкой углеродной оболочкой.
    2408
  • 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.
    2056
  • 16/04/2021

    Космические технологии АО «ИСС» — одна из базовых основ инновационного развития России и ее регионов

    ​«Служить космосу непросто — нужны самоотверженность, творчество, упорство, любовь к своему делу и вера в мечту», - Академик М. Ф. Решетнёв. 12 апреля в России отмечают День космонавтики, а весь мир — Международный день авиации и космонавтики.
    536