Химики из Калифорнийского университета в Риверсайде сконструировали жидкие кристаллы, оптические свойства которых могут мгновенно и обратимо изменяться под воздействием внешнего магнитного поля. Этот результат позволит создавать новые типы информационных дисплеев, рекламных щитов и планшетов, поддерживающих бесконтактное управление.
«Жидкие кристаллы, которые мы разработали, представляют собой простую водяную дисперсию (взвесь) магнитных наностержней (nanorod), – поясняет руководитель исследовательского проекта Ядун Инь. – Мы используем их вместо коммерческих немагнитных палочкообразных молекул. Оптически такие магнитные стержни действуют аналогичным образом, с тем дополнительным преимуществом, что быстро реагируют на внешние магнитные поля».
Даже в слабом магнитном поле наностержни начинают спонтанно вращаться, выстраиваясь параллельно направлению поля, что изменяет их пропускную способность для поляризованного света.
Для электрического переключения обычных жидких кристаллов дисплеи приходится оснащать прозрачными электродами, магнитные кристаллы обходятся без них. Еще одно преимущество заключается в том, что наностержни значительно крупнее молекул, используемых в коммерческих ЖК-панелях, благодаря чему их ориентацию проще фиксировать в затвердевающей дисперсионной матрице.
Магнитные наностержни также можно использовать для изготовления тонких пленок жидких кристаллов, ориентацию которых можно фиксировать полностью или в избранных областях комбинируя магнитное выравнивание с литографическими процессами. Таким образом можно получать рисунки из зон разной поляризации и контролировать пропускание поляризованного света в избранных областях. То, что визуальная информация видна не в обычном, а только в поляризованном свете, делает такие тонкие пленки хорошим способом защиты от подделки.
Кроме того, новые жидкие кристаллы можно применять в качестве оптических модуляторов – устройств, управляющих амплитудой, фазой, поляризацией и направлением распространения света.
Материалы, используемые при изготовлении магнитных жидких кристаллов – оксид железа и силикат – более дешевы и безопасны для окружающей среды, чем те органические молекулы, на которых базируются коммерческие жидкие кристаллы.
