En el Centro de Investigación de Materiales Blandos de la Universidad de Colorado Boulder, ha sido descubierta una esquiva fase de la materia, propuesta hace 100 años y buscada desde entonces. Descubrimiento que los científicos llaman fase “nemática ferroeléctrica” de cristal líquido y que “abre una puerta a un nuevo universo de materiales”, señaló Matt Glaser, coautor y profesor del Departamento de Física.
Estos cristales líquidos nemáticos han sido tema de investigación de materiales desde la década de 1970, los cuales exhiben una curiosa mezcla de comportamientos similares a fluidos y sólidos, que les permiten controlar la luz, que se han usado para hacer pantallas de cristal líquido en computadoras portátiles, televisores y teléfonos celulares.
La universidad señaló que puede pensarse en los cristales líquidos nemáticos como dejar caer un puñado de alfiles sobre una mesa. Las clavijas en este caso son moléculas en forma de barra que son “polares”, con cabezas que llevan una carga positiva y colas que están cargadas negativamente. En un cristal nemático la mitad de los pines apunta a la izquierda y la otra a la derecha con una dirección elegida al azar.
Pero en una fase ferroeléctrica de cristal líquido nemático es mucho más disciplinada, en este se forman parches o “dominios” en la muestra en donde todas las moléculas apuntan en la misma dirección; en el lenguaje de la física estos materiales tienen un orden polar.
El profesor de física Noel Clark, dijo que este descubrimiento podría abrir una gran cantidad de innovaciones tecnológicas, desde nuevos tipos de pantallas hasta la memoria reinventada de la computadora.
Peter Debye y Max Born, premios Nobel, sugirieron en 1910 que si se diseñaba un cristal líquido correctamente sus moléculas podrían caer espontáneamente en un estado polar ordenado.
Después comenzaron a descubrir cristales sólidos que hicieron algo similar; sus moléculas apuntaban en direcciones uniformes. También podían invertirse, voltearse de derecha a izquierda o viceversa bajo un campo eléctrico aplicado, lo que se llamó ferroeléctricos debido a sus similitudes con los imanes.
Fue hasta que Clark y sus colegas comenzaron a examinar RM734, una molécula orgánica creada por un grupo de científicos británicos hace algunos años, que informaron que RM734 exhibió una fase de cristal líquido nemático convencional a temperaturas más altas. A temperaturas más bajas, apareció otra fase inusual.
Bajo un campo eléctrico débil, se desarrolló una paleta de colores llamativos hacia los bordes de la celda que contiene el cristal líquido. Como cuando conectas una bombilla de luz al voltaje para probarlo, descubriendo que el enchufe y los cables de conexión brillan más intensamente.
Al hacer más prueba descubrieron que esta fase RM734 era 100 a 1,000 veces más sensible a los campos eléctricos que los cristales líquidos nemáticos habituales.
El próximo objetivo del equipo es descubrir como RM734 logra esta rara hazaña y el investigador Dmitry Bedrov, de la Universidad de Utah, está utilizando simulación por computadora para abordar esta cuestión.
Con información de: noticieros.televisa.com
