Naukowcy opracowali metodę precyzyjnego manipulowania ciekłymi kryształami w trzech wymiarach. Dzięki niej mają kiedyś powstawać nawet zmiennokształtne roboty.
Specjaliści z Johns Hopkins University opracowali - jak zapewniają - prosty i niedrogi sposób na manipulowanie molekularnymi właściwościami ciekłych kryształów.
"Dzięki naszej metodzie każde laboratorium wyposażone w mikroskop i zestaw odpowiednich soczewek może układać ciekłe kryształy w dowolny wzór" – mówi doktorant Alvin Modin, współautor odkrycia opisanego na łamach magazynu "Advanced Materials". - "Przemysłowe laboratoria i zakłady produkcyjne, prawdopodobnie będą mogły zaadoptować tę metodę w ciągu jednego dnia".
Cząsteczki ciekłych kryształów, jak wskazuje ich nazwa, poruszają się jak ciecz, ale mają to samo ustawienie przestrzenne – tak jak cząsteczki w ciałach stałych. Można tę orientację zmieniać, co wykorzystuje się już w różnych urządzeniach wymagających precyzyjnego sterowania światłem, np. w ekranach LCD.
Jej kontrola w trzech wymiarach była jednak do tej pory trudna, skomplikowana i wysoce kosztowna.
Okazuje się, że można to robić dużo prościej i taniej.
Badacze sterowali kryształami, oświetlając je przez mikroskop spolaryzowanym i niespolaryzowanym światłem. W ramach demonstracji stworzyli w ten sposób paraboliczną, zbudowaną z ciekłych kryształów soczewkę, która później samoczynnie utrzymywała swój kształt.
Jak wyjaśniają, w podobny sposób będzie można tworzyć różnego rodzaju programowalne zmiennokształtne urządzenia i roboty, czy np. soczewki zmieniające siłę skupienia zależnie od potrzeb.
"Jeśli chciałabym uzyskać wybrany przeze mnie trójwymiarowy kształt, np. ramię czy chwytak, musiałabym ustawić ciekłe kryształy, z pomocą odpowiedniego czynnika, aby ułożyły się w odpowiednią formę. Do tej pory brakowało sposobu na kontrolowanie kształtu w trzecim wymiarze. Teraz wiemy, jak to robić" – mówi jedna z autorek dokonania, prof. Francesca Serra.
Teraz naukowcy starają się patent na swoją metodę i badają pod tym samym kątem różne rodzaje kryształów. "Wcześniej niektórych struktur nie dało się uzyskać, ponieważ nie mieliśmy kontroli nad trójwymiarowym ułożeniem ciekłych kryształów. Teraz nią dysponujemy. Jeśli chodzi o mądre wykorzystanie tej metody do tworzenia różnych, trójwymiarowych kształtów, ogranicza nas tylko wyobraźnia" – podkreśla prof. Serra.
Nauka w Polsce, Marek Matacz
mat/ zan/
