Investigadores de Penn demuestran cómo controlar patrones de cristales líquidos.

Los cristales líquidos, fluidos con fases alineadas de moléculas constituyentes, se utilizan en todo, desde pantallas de computadora y televisores a anillos de estado de ánimo. Puesto que los cristales líquidos están hechos de moléculas parecidas a las barras, poseen propiedades ópticas especiales, tales como cambiar de color mientras interactúan con las señales eléctricas o de luz.

Lisa Tran confinó los cristales líquidos en gotas, creando depósitos flotantes en el agua. Junto con su asesor, Randall Kamien, calificó las gotitas como "burbujas de lujo." Con las cuales pudo crear patrones al añadir surfactantes o moléculas de jabón al agua.

Debido a que los cristales líquidos son similares al aceite, los tensioactivos fueron atraídos a las corazas del cristal líquido, haciendo que las moléculas se ordenaran en diferentes formas y crearan patrones llamativos. A mayor cantidad de jabón que se añadió a la solución, mayor cantidad de cambios se observaron en los patrones; por otro lado, la adición de agua causó que los patrones se invirtieran.

Ser capaz de controlar los patrones que se forman en los cristales líquidos podría ser útil en la creación de parches coloidales, donde las partículas microscópicas suspendidas en agua son funcionalizadas, significando que uno puede unir moléculas a puntos específicos en la partícula.

Puesto que los cristales líquidos también son conocidos por formar diferentes patrones, Tran investigó qué sucedería si las moléculas se limitaran a una esfera y obligadas a formar patrones. Ella esperaba ver cómo se agruparían y si coincidirían con alguno de los patrones que había observado con granos de polen.

Aunque inicialmente los investigadores utilizaron microscopía de polarización para investigar esto, descubrieron que podían ver las gotas sin un microscopio manteniendo la solución a la luz. Puesto que el cristal líquido que responde a lo que está sucediendo alrededor de él, observar los patrones que inducen a las moléculas de jabón en las corazas puede utilizarse como un biosensor.

Para seguir en esta investigación, Tran está interesada en la incorporación de nanopartículas con propiedades diferentes para crear nanocables, que podrían ser utilizado como una manera de hacer dispositivos de recolección más eficientes energéticamente que puedan ajustarse a la luz en su entorno.

Fuente: National Science Foundation MRSEC Grant DMR1120901, U.S. Department of Energy Grant DE-FG02-05ER46199 and a Simons Investigator grant from the Simons Foundation.