La "matière molle" a été proposée pour la première fois par Pierre-Gilles de Gennes dans son discours d'acceptation du prix Nobel en 1991. Le terme décrit les matériaux entre les substances aqueuses et les solides idéaux.

Les matériaux de matière molle avec une grande variété de configurations complexes, de motifs colorés, d'états métastables et de douceur macroscopique ont fourni des inspirations précieuses pour relever les défis modernes en optique et en photonique. Les cristaux liquides auto-assemblés (LC) représentent l'un des systèmes de matière molle les plus attractifs. Ses microstructures présentent des propriétés supérieures de fabrication facile, de réglage fin, de grande flexibilité et de remarquable réactivité aux stimuli.

Au cours des dernières années, les systèmes optiques basés sur les LC (LC thermotropes typiques et lyotropes biosourcés) ont connu un développement fulgurant, favorisant l'émergence de nouveaux phénomènes, fonctions et applications. En tant que tel, il est de plus en plus important de discuter des avancées récentes de la photonique de la matière molle basée sur les architectures LC (Soft Mattonics) dans une perspective globale afin de fournir une référence précieuse pour le développement futur du domaine concerné.

Dans un nouvel article publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Yan-Qing Lu du Laboratoire national des microstructures à semi-conducteurs, du Laboratoire clé de détection et de manipulation optiques intelligentes et du Collège d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université de Nanjing, en Chine, et des collègues ont mené une revue systématique et complète pour relier diverses architectures LC réglables dynamiquement avec leurs diverses applications dans Soft Mattonics.

Dans cet article, les définitions de base, les propriétés physiques, les schémas de manipulation et la contrôlabilité dynamique des LC thermotropes typiques et des LC lyotropes biosourcés sont décrits en détail, y compris les LC en phase nématique, les LC en phase smectique, les LC en phase cholestérique, les LC en phase bleue et celluloses.

Les microstructures relient les propriétés inhérentes du nanomatériau et les fonctionnalités importantes, jouant un rôle important dans le développement de l'optique et de la photonique idéales à base de LC. Pour contrôler les microstructures LC, à une extrémité du spectre se trouve la création. Cela peut être réalisé en combinant une technique de fabrication "descendante" avec un processus d'auto-assemblage "ascendant" des LC.

Par exemple, des substrats avec un motif de surface topographique 3D peuvent être utilisés pour générer des réseaux de défauts topologiques ordonnés ; la couche photoalignée 2D déclenche une construction flexible de superstructures LC 3D. À l'autre extrémité du spectre se trouve l'accordabilité élaborée des architectures LC. De nombreux efforts ont été consacrés à ce domaine pour manipuler dynamiquement les structures LC, en introduisant de la chaleur, de l'électricité, de la lumière, des contraintes et des champs magnétiques.

Avec le travail présenté, Lu et ses collègues ont fourni un aperçu des dispositifs basés sur LC dans le domaine en croissance rapide de Soft Mattonics, y compris les écrans intelligents, l'imagerie optique, les dispositifs de modulation de champ lumineux, les actionneurs souples et les fenêtres intelligentes. Il apporte des fonctionnalités/performances attractives, ajustables, efficaces et multiples aux plateformes optiques basées sur la matière molle. Ces scientifiques ont également souligné à la fois les défis et les opportunités de ces matériaux vers la photonique de la matière molle :

1. Production et transformation à grande échelle ;
2. Parvenir à des relations optimisées "structure-propriété-fonction" ;
3. Combiner des LC avec d'autres matériaux souples ;
4. Intégration transparente des matériaux mous avec les composants optiques existants ;
5. Intégration des LC avec des systèmes électroniques et robotiques de pointe ;
6. Phases LC nouvellement découvertes.

Une exploration plus approfondie de ce sujet permettrait non seulement d'élargir les connaissances sur Soft Mattonics, mais aussi d'encourager la recherche multidisciplinaire de spécialistes de différentes disciplines et de promouvoir diverses applications photoniques douces et intelligentes. + Explorer plus loin

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