Des recherches menées par des scientifiques de l'Université du Luxembourg ont montré le potentiel des coques à cristaux liquides en tant que matériau permettant une vaste gamme d'applications futures, allant de la conduite autonome à la technologie anti-contrefaçon et à une nouvelle classe de capteurs.

Cristaux liquides, déjà largement utilisé dans les téléviseurs à écran plat, sont des matériaux dans un état entre solide et liquide. Le professeur Jan Lagerwall et son équipe de l'Unité de recherche en physique et science des matériaux (PHYMS) de l'Université du Luxembourg étudient depuis plusieurs années les propriétés mécaniques et optiques uniques des coques microscopiques en cristal liquide. Maintenant, en collaboration multidisciplinaire avec des informaticiens, Dr. Gabriele Lenzini et Prof Peter Ryan du Centre interdisciplinaire de l'Université pour la sécurité et la confiance (SnT), et Mathew Schwartz, professeur assistant au New Jersey Institute of Technology, ont publié un rapport dans la revue scientifique Matériaux avancés décrivant les applications futures potentiellement révolutionnaires du matériau.

Coquilles à cristaux liquides, seulement des fractions de millimètre, peut être facilement appliqué sur des surfaces, et ont plusieurs propriétés uniques qui pourraient être appliquées en ingénierie. Comme ils réfléchissent la lumière de manière très sélective, ils peuvent être organisés en motifs lisibles par les machines, semblable à un code QR, ajouter des informations codées aux objets. "Ces modèles pourraient être utilisés pour guider des véhicules autonomes ou pour instruire des robots lors de la manipulation de pièces dans une usine. Cela pourrait devenir important, en particulier dans les applications intérieures où les appareils GPS ne fonctionnent pas, " explique le professeur Lagerwall.

Les coques peuvent être fabriquées pour ne refléter que certaines longueurs d'onde de la lumière, comme l'infrarouge, qui serait invisible à l'œil humain. Comme les coques à cristaux liquides réfléchissent la lumière "de manière omnidirectionnelle, " ce qui signifie que les spectateurs voient le même motif indépendamment de leur position et de leur angle de vue, les motifs peuvent même être lus par des objets en mouvement. En outre, les coques peuvent être fabriquées de manière à changer de structure lorsqu'elles sont exposées à certains chocs extérieurs, comme la pression, chaleur ou des produits chimiques spécifiques.

Avec des ordinateurs pour interpréter ces changements, les obus pourraient être utilisés comme capteurs, par exemple, comme capteurs de pression au bout des doigts des robots permettant un retour tactile, ce qui est actuellement difficile à réaliser en ingénierie robotique. Une autre application pourrait être la signalisation des sorties de secours sur les murs à l'intérieur des bâtiments qui ne devient visible que lorsque la température dépasse un certain seuil. Le gros avantage de ces capteurs est qu'ils réagissent passivement aux impacts externes et n'ont pas besoin d'électricité ni de piles.

Finalement, des coquilles à cristaux liquides pourraient être utilisées pour empêcher la contrefaçon. Les micro-motifs qui émergent lorsque les coquilles sont réunies sont uniques et impossibles à copier. Ces modèles non clonables pourraient être utilisés pour créer des identifiants non copiables pouvant être attachés à des objets de valeur, comme des œuvres d'art ou des produits pharmaceutiques coûteux. En combinaison avec des outils cryptographiques, ils pourraient être utilisés pour créer un système garantissant qu'un acheteur ou un utilisateur possède le produit original et non un produit contrefait.

Le professeur Lagerwall indique clairement que les idées décrites dans le rapport nécessitent des recherches supplémentaires. "Notre espoir est que l'article puisse stimuler la recherche future sur les matériaux cristallins liquides dans de nouvelles directions qui sont en ligne avec les développements sociétaux actuels, " il a dit.