Les cristaux liquides sont des matériaux uniques qui présentent les propriétés des liquides et des cristaux. Ils sont couramment utilisés dans les écrans à cristaux liquides (LCD) en raison de leur capacité à changer la direction de la lumière polarisée, entraînant des changements de luminosité et de couleur. Cependant, contrôler les modèles de cristaux liquides a toujours été une tâche difficile.
L'équipe AIST, dirigée par le Dr Hirotsugu Kikuchi et le Dr Masanori Ozaki, a conçu une approche ingénieuse combinant la lumière et les champs électriques pour contrôler avec précision les modèles de cristaux liquides. Leur méthode utilise un faisceau lumineux structuré, divisé en deux faisceaux avec des polarisations orthogonales. Ces faisceaux sont ensuite focalisés sur une couche de cristaux liquides, créant ainsi un motif d'interférence.
Surtout, le motif d’interférence généré par les deux faisceaux lumineux crée un champ électrique variable spatialement au sein de la couche de cristaux liquides. Ce champ électrique exerce des forces sur les molécules de cristaux liquides, les obligeant à s'aligner dans des directions spécifiques. En conséquence, les molécules de cristaux liquides forment des motifs complexes, qui peuvent être contrôlés avec précision en ajustant l’intensité et la polarisation des faisceaux lumineux ainsi que l’intensité du champ électrique.
Les chercheurs ont démontré la polyvalence de leur technique en créant divers modèles de cristaux liquides, notamment des rayures, des grilles et même des structures en spirale complexes. Ils ont également montré que les modèles peuvent être contrôlés dynamiquement en temps réel en modifiant les paramètres de lumière et de champ électrique.
Cette réalisation révolutionnaire a des implications significatives pour de nombreuses applications. Cela pourrait conduire à des progrès dans la technologie LCD, permettant la création d’écrans haute résolution avec des angles de vision et des rapports de contraste améliorés. De plus, cela ouvre de nouvelles possibilités pour les dispositifs optiques tels que l’orientation du faisceau, les modulateurs spatiaux de lumière et les lentilles accordables.
Au-delà du domaine de l’optique, la capacité de contrôler avec précision les modèles de cristaux liquides pourrait avoir des implications plus larges dans la science des matériaux, la microfluidique et même la biotechnologie. Les travaux pionniers de l’équipe AIST représentent une étape majeure dans le domaine de la recherche sur les cristaux liquides et de leurs applications potentielles.
