La formule structurelle des cristaux liquides superposée à une image de la phase cristalline liquide préparée à l'aide d'un microscope à lumière polarisée avec des exemples de la fluorescence présentée par les cristaux liquides dans divers solvants (en bas à droite). Crédit :JGU
Liquide et solide :la plupart des gens ne savent pas qu'il peut y avoir des états intermédiaires. Les cristaux liquides sont représentatifs d'un tel état. Alors que les molécules dans les liquides nagent au hasard, les molécules voisines dans les cristaux liquides sont alignées comme dans les grilles cristallines régulières, mais la matière est encore liquide. Les cristaux liquides sont donc un exemple d'état intermédiaire qui n'est ni vraiment solide ni vraiment liquide¬¬. Ils coulent comme un liquide, et pourtant leurs molécules sont groupées en petits, unités régulièrement commandées. Une application particulière des cristaux liquides est la technologie d'imagerie optique comme dans les écrans de télévision, smartphone, et calculatrices. Tous les appareils à cristaux liquides ou à cristaux liquides utilisent ces molécules.
Des chercheurs de l'Institut de chimie organique de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont synthétisé de nouveaux cristaux liquides dans le cadre d'un projet parrainé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG). « Si vous refroidissez lentement nos matériaux cristallins liquides, les molécules s'alignent dans un processus d'auto-assemblage pour former des colonnes, " a expliqué le professeur Heiner Detert de JGU. " Nous pouvons imaginer ces colonnes comme des piles de sous-bocks empilés les uns sur les autres. Mais la particularité est que ces colonnes conduisent l'énergie électrique sur toute leur longueur." Les matériaux peuvent ainsi servir d'organique, « câbles d'alimentation » à cristaux liquides et assurent une transmission ciblée de l'électricité dans les composants électroniques. Alors que la plupart des matériaux conduisent des charges positives portées par des trous, les nouvelles molécules conduisent en fait des électrons. Un avantage supplémentaire d'un câble d'alimentation à cristaux liquides est que s'il se rompt, une telle rupture guérira entièrement d'elle-même.
Les chercheurs ont identifié un effet particulièrement intéressant présenté par leurs molécules synthétisées :si une seule molécule est stimulée par l'exposition à la lumière UV, il brillera en réponse. Si la concentration de la molécule augmente, cet effet ne disparaît que pour réapparaître lorsque la concentration continue d'augmenter. Si les molécules sont en suspension dans un solvant ou disposées sur un film, ils émettent une fluorescence de différentes couleurs lorsqu'ils sont irradiés avec de la lumière UV.
Detert et son équipe ainsi que le professeur Matthias Lehmann de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg ont récemment publié leurs résultats dans Chimie—Une revue européenne . Les experts ont classé les résultats de la recherche comme exceptionnellement significatifs et les rédacteurs de la revue ont sélectionné l'article comme Hot Paper. L'auteur principal, Nathalie Tober, est soutenu par une bourse décernée par la Fondation Carl Zeiss.