Gli scienziati hanno trovato una nuova fase liquida dopo quasi 100 anni

Una fase liquida originariamente proposta negli anni ’10 è stata finalmente realizzata. Utilizzando un composto a cristalli liquidi, gli scienziati hanno scoperto una nuova fase “nematica ferroelettrica” ​​che potrebbe aprire un’intera nuova classe di materiali e progressi tecnologici.

Esistono molte fasi del cristallo liquido, ma una delle più comuni è la fase nematica. Questa è la fase che abilita la tecnologia di visualizzazione a cristalli liquidi, quindi puoi probabilmente capire perché gli scienziati sono interessati ad essa. Tali fasi sono definite da come le molecole si comportano all’interno del materiale. Il composto a cristalli liquidi è costituito da molecole organiche a forma di bastoncino con estremità caricate positivamente e negativamente, un po ‘come magneti a barra molto piccoli.

La fase liquida scoperta dagli scienziati

Secondo due articoli specifici, pubblicati rispettivamente nel 1912 e nel 1916, dovrebbe essere possibile progettare un cristallo liquido in modo tale che le molecole cadano in uno stato di ordine polare: ciò significa che dovrebbero esserci chiazze chiare in cui i poli del le molecole sono tutte orientate nella stessa direzione e questa direzione può essere invertita applicando campi elettrici esterni.

Tale proprietà è ben documentata in cristalli solidi; è nota come ferroelettricità, così chiamato per la sua somiglianza con il ferromagnetismo. Ma, sebbene lo stesso comportamento ferroelettrico fosse stato ipotizzato nel cristallo liquido nematico, è rimasto inafferrabile.

Quindi, nel 2017, un team di fisici ha rivelato di aver sviluppato una nuova molecola organica a forma di bastoncino che potrebbe essere utile per i cristalli liquidi: il composto RM734. Negli studi successivi, RM734 ha mostrato alcuni comportamenti insoliti. In particolare, mentre RM734 si comportava come una convenzionale fase a cristalli liquidi nematica a temperature più elevate, il suo comportamento era più insolito quando le temperature erano più basse,  si osservava che l’orientamento molecolare si deformava in una disposizione “splay“.

È qui che entra in gioco la nuova ricerca: i fisici dell’Università del Colorado, sono stati incuriositi da questo strano comportamento e sono andati a dare un’occhiata più da vicino. Stavano confondendo con RM734 al microscopio ottico polarizzato e hanno applicato un debole campo elettrico per cercare di indurre la fase nemica di splay. Quella disposizione di splay non è emersa, ma è successo qualcos’altro: macchie di colori vivaci attorno ai bordi della cella contenente il cristallo liquido RM734. “È stato come collegare una lampadina alla tensione per testarla, ma trovare invece i cavi della presa e del collegamento più luminosi”, ha detto il fisico Noel Clark di UC Boulder.