โมเลกุลในเฟสใหม่ของผลึกเหลวตอบสนองอย่างมากกับสนามไฟฟ้าที่ใช้ - โดยการเปลี่ยนสี ศูนย์วิจัยวัสดุอ่อนนุ่มของมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์ (SMRC)
หลังจากหลบหนีนักวิทยาศาสตร์มานานกว่าศตวรรษแล้วมีการค้นพบช่วงใหม่ของสสารที่อาจมีผลกระทบอย่างมากสำหรับเทคโนโลยี
เป็นที่รู้จักกันในนาม“ เฟอร์เฟอร์โรอิเล็กทริกนิเมชั่น” ของผลึกเหลว, เฟสดังกล่าวถูกเสนอครั้งแรกโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบลPeter DebyeและMax เกิดมาในปี 1910 มากกว่า 100 ปีต่อมานักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาสามารถเปิดประตูสู่ความก้าวหน้าในพื้นที่ตั้งแต่หน้าจอแสดงผลไปจนถึงหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ แต่มันคืออะไร?
ผลึกเหลวคุณสมบัติการแสดงของของเหลวทั่วไปและผลึกของแข็งและประกอบด้วยโมเลกุลรูปก้านซึ่งมีประจุบวกที่ปลายด้านหนึ่งและประจุลบที่อีกด้านหนึ่ง หนึ่งในขั้นตอนที่ง่ายกว่าสำหรับวัสดุนี้ที่มีอยู่คือเฟส nematicนักวิทยาศาสตร์คนไหนที่ศึกษามาเกือบห้าทศวรรษแล้ว ในช่วงนี้ครึ่งหนึ่งของโมเลกุลจัดเรียงประจุบวกของพวกเขาในทิศทางเดียวในขณะที่อีกครึ่งชี้ไปทางตรงกันข้าม จุดใดที่เป็นวิธีที่สุ่มทั้งหมด
แต่นักฟิสิกส์ตั้งทฤษฎีการจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบมากขึ้นซึ่งแพทช์หรือ "โดเมน" ของโมเลกุลที่มุ่งเน้นในทำนองเดียวกันที่เกิดขึ้นหรือที่เรียกว่าการสั่งซื้อขั้ว ไม่นานหลังจาก Debye และ Born แนะนำว่ามีขั้วที่เกิดขึ้นเองที่ได้รับคำสั่งจากผลึกเหลวในเอกสารของพวกเขาในปี 1912 และ 1916 ตามลำดับมันถูกพบในผลึกของแข็ง เมื่อมีการใช้สนามไฟฟ้าทิศทางที่สม่ำเสมอของโมเลกุลสามารถพลิกได้และคุณสมบัตินี้ได้รับการรู้จักกันว่า "เฟอร์โรอิเล็กทริก-
การแสวงหาเฟส nematic ferroelectric ที่เข้าใจยากของผลึกเหลวได้ดำเนินต่อไปเกือบหนึ่งศตวรรษ แต่ในปี 2560โมเลกุลอินทรีย์ใหม่ที่เรียกว่า RM734 แสดงพฤติกรรมแปลก ๆ ที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะปรากฏในเฟสผลึกของเหลว nematic แต่ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจะพบเฟสที่ผิดปกติ
นี่คือที่ที่งานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในไฟล์การดำเนินการของ National Academy of Sciencesเข้ามาในการค้นหาเฟสแปลก ๆ ที่ RM734 พวกเขาสังเกตเห็นด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ที่ภายใต้สนามไฟฟ้าที่มีสีสันสดใสปรากฏขึ้นรอบ ๆ ขอบของเซลล์ที่มีผลึกเหลว การทดสอบเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาของ RM734 นี้ตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าได้มากกว่าผลึกของเหลว nematic ปกติระหว่าง 100 ถึง 1,000 เท่าในความเป็นจริง การตอบสนอง“ น่าทึ่ง” นี้เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสีที่สังเกตได้
“ เมื่อโมเลกุลทั้งหมดชี้ไปทางซ้ายและพวกเขาทั้งหมดเห็นสนามที่บอกว่า 'ไปทางขวา' การตอบสนองนั้นน่าทึ่งมาก” ศาสตราจารย์โนเอลคลาร์กผู้อำนวยการ SMRC ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์กล่าวใน Aคำแถลง-
พฤติกรรมนี้ชี้ให้เห็นถึงทีมว่าโมเลกุลในคริสตัลเหลวแสดงให้เห็นถึงคำสั่งขั้วที่แข็งแกร่ง แต่ทีมต้องการการพิสูจน์มากขึ้นเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของเฟส พวกเขาต้องการที่จะเห็นแพทช์ของโมเลกุลที่สอดคล้องกัน และเมื่อพวกเขาระบายความร้อน RM734 จากอุณหภูมิที่สูงขึ้นพวกเขาเห็นโดเมนเพชรที่แตกต่างกันเกิดขึ้นตามธรรมชาติต่อหน้าต่อตาของพวกเขาโดยมีโมเลกุลในการจัดแนวแบบ "น่าทึ่ง"
“ นั่นยืนยันว่าเฟสนี้เป็นของเหลว nematic ferroelectric” คลาร์กกล่าว
หนึ่งร้อยปีในการสร้างและการค้นหาอาจจบลง แต่งานไม่แน่นอน ด้วยการใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทีมหวังว่าจะเข้าใจอย่างชัดเจนว่ามันเกี่ยวกับ RM734 ที่ช่วยให้สามารถแสดงระยะเวลาที่เป็นที่ต้องการได้นานนี้ แต่ความเป็นไปได้ที่การค้นพบของพวกเขามีอยู่แล้ว
“ มีงานวิจัย 40,000 ฉบับเกี่ยวกับ Nematics และในเกือบทุกเรื่องที่คุณเห็นความเป็นไปได้ใหม่ที่น่าสนใจหาก nematic เป็น ferroelectric” คลาร์กกล่าว
ดูพื้นที่ nematic ferroelectric นี้
[h/t:Scieferealert-
