Красноярские ученые научились выращивать нанокристаллы с заданной формой
Ученые первыми в мире исследовали ориентационные структуры холестерических жидких кристаллов, внедренных в полимерную пленку с коническими граничными условиями. В таких каплях были выявлены основные конфигурации директора и формирующиеся дефекты, которые определяют электрооптические свойства данных материалов. Авторы считают, что композитные материалы, которые можно создать на основе подобных жидких кристаллов, могут найти широкое применение в "умных окнах", электронной бумаге и лазерах нового поколения.
Холестерическими называют жидкие кристаллы, внутренняя структура которых лишена симметрии - каждый слой молекул находится под углом по отношению к соседнему, в результате чего образуется спираль. Они обладают уникальными электрооптическими свойствами и в будущем, в составе полимерных пленок, могут стать основой "умных окон", регулирующих освещенность комнаты, а также сверхтонкой электронной бумаги. Для этого ученым необходимо досконально изучить структуру материала и выявить те особенности, благодаря которым он приобретают полезные свойства. Авторы работы впервые в мире провели исследование ориентационной структуры холестерических жидких кристаллов и определили характеристики, которые определяют их уникальные свойства.
Ученые, в частности, рассмотрели зависимость свойств структуры от размера капель жидкого кристаллов в пленке. Эксперименты показали, что диаметр капли связан с формируемой жидким кристаллом в пленке ориентационной структурой - она может быть закрученной или слоистой. Информация о точных параметрах формирования разных структур жидких кристаллов важна для разработки на их основе композитных материалов с заданными свойствами, способных менять свои оптические свойства под действием электрического поля.
Кроме того, оказалось, что между этими "крайними" стадиями возникает особая переходная структура, в которой симметрия уже нарушена, но слоев пока не возникло, это одно из открытий красноярских ученых.
Использование таких технологий как "умные окна" или электронная бумага позволит людям экономить природные ресурсы, отказавшись от вырубки лесов, а также будет способствовать снижению потребления электроэнергии за счет "умных" окон, считают авторы.