Los elastómeros de cristal líquido LCE, esencialmente cauchos con propiedades de cristal líquido, pueden hacer una serie de cosas fascinantes, especialmente en los campos de la óptica, la fotónica, las telecomunicaciones y la medicina. Pueden enroscarse, doblarse, torcerse, arrugarse y estirarse cuandoexpuestos a la luz, el calor, los gases y otros estímulos. Debido a su capacidad de respuesta, son ideales para aplicaciones como músculos y vasos sanguíneos artificiales, actuadores, sensores, motores de plástico y sistemas de administración de medicamentos. Incluso se pueden usar como un espejo sintonizable mecánicamenteláser de "goma".
En la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad Estatal de Kent, Peter Palffy-Muhoray, Ph.D., director asociado del Glenn H. Brown Liquid Crystal Institute® y profesor de física química, ha estado colaborando con los expertos mundiales enLa investigación de elastómeros de cristal líquido durante muchos años. Recientemente, él y su asistente graduado, Andrii Varanytsia, y Kenji Urayama y Hama Nagai del Instituto de Tecnología de Kioto en Japón desarrollaron el primer tipo de elastómeros de cristal líquido colestérico con propiedades especiales que le permiten precisamenteemitir luz láser, sin el uso de espejos, mientras se estira.
Los láseres consisten en cavidades, típicamente formadas por espejos fijos. La luz que rebota entre ellos tiene una frecuencia característica, al igual que una cuerda de guitarra de cierta longitud. El material emisor de luz en la cavidad amplifica la onda de luz, que luego se emite en unfrecuencia precisa, como un tono puro de algún instrumento musical.
En 2001, Palffy-Muhoray, Bahman Taheri, Ph.D. y varios otros colegas fueron los primeros en demostrar que podían usar cristales líquidos para hacer rebotar la luz láser dentro y fuera del material, sin la necesidad de ningún espejo externoSin embargo, el control preciso de la frecuencia de emisión láser no era posible entonces
Su trabajo reciente, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y la Sociedad Japonesa de Promoción de la Ciencia, se publicó en Naturaleza el 4 de diciembre en un artículo titulado "Láser sintonizable en elastómeros de cristal líquido colestérico con medición precisa de la tensión"
"Podemos usar la información aprendida como base para avanzar hacia aplicaciones, como sensores remotos, que pueden ser interrogados desde la distancia usando fibras ópticas, y como fuentes de luz sintonizables, que son muy difíciles de producir", Palffy-Muhoray dijo.
El sensor podría medir la tensión, que es solo un pequeño cambio en la longitud, o la tensión, que es la fuerza por área.
"En principio, podría colocarse en un zapato, para medir el esfuerzo cortante en un pie diabético, y podría ser interrogado por una fibra óptica; podría enviarse un pulso de luz en la fibra y el color del retorno"La luz de la emisión láser llevaría información sobre la tensión", dijo Palffy-Muhoray. "Del mismo modo, los equipos remotos podrían ser monitoreados, midiendo el estrés, la tensión, la temperatura y la presencia de productos químicos, mediante fibras ópticas que usan luz".
El cristal líquido actúa como el anfitrión de la cavidad distribuida y el medio activo. El bombeo óptico simple de una muestra de este tipo da como resultado un láser sin espejo de bajo umbral en los bordes de la banda. Los elastómeros de cristal líquido pueden cambiar su forma cuando el orden de orientación dellos componentes se cambian: cambiando la temperatura, aplicando un campo o introduciendo impurezas.
"Continuamos trabajando en esta área para desarrollar nuevos materiales que sean aún mejores para el láser sintonizable", dijo Palffy-Muhoray. "Hoy en día, principalmente los científicos que buscan una mejor comprensión de las interacciones de la materia liviana y los ingenieros que planean para futuros dispositivos se beneficiande los resultados de nuestro estudio. Sin embargo, mañana es probable que la sociedad en general se beneficie. Antes de 1970, la investigación de cristal líquido fue impulsada principalmente por la curiosidad científica. El descubrimiento del efecto nemático retorcido y la invención de pantallas de cristal líquido en el líquidoEl Instituto Crystal de la Universidad Estatal de Kent transformó la tecnología de pantallas, beneficiando a personas de todo el mundo ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Kent . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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