Desain Revolusioner Kristal Cair di Dalam Kristal Janjikan Layar Hemat Energi Ultra
- Peneliti telah menemukan metode baru untuk membentuk kristal cair 'kristal dalam kristal'.
- Kristal ini dapat digunakan untuk mengembangkan teknologi layar dan sensor generasi berikutnya yang akan mengonsumsi banyak energi lebih sedikit.
Kristal cair adalah fase tengah antara cairan konvensional dan kristal padat. Ia dapat berubah bentuk seperti cairan tetapi memiliki properti perpaduan molekul kristal padat.
Karena perilaku unik mereka, mereka digunakan dalam layar elektronik dan perangkat optik yang dimodulasi. LCD, misalnya, memiliki rentang aplikasi yang luas, termasuk monitor komputer, panel instrumen, televisi, kamera digital, dan banyak lagi.
Sekarang, tim peneliti di Universitas Chicago telah menemukan metode baru untuk membentuk kristal cair 'kristal dalam kristal', yang dapat digunakan untuk mengembangkan teknologi layar dan sensor generasi berikutnya.
Kristal Fase Biru
Orientasi molekul kristal cair adalah alasan utama mengapa mereka digunakan untuk banyak teknologi layar. Molekul juga dapat diatur dalam pola yang sangat teratur untuk memantulkan cahaya terlihat. Konfigurasi ini dikenal sebagai Kristal Fase Biru (BPC).
BPC memiliki fitur yang sangat teratur yang memantulkan atau mentransmisikan cahaya terlihat. Mereka memiliki waktu respons yang lebih cepat dan karakteristik optik yang lebih baik dibandingkan kristal cair konvensional.
Referensi: Science Advances | DOI:10.1126/sciadv.aax9112 | University of Chicago
Dan karena fitur yang memantulkan cahaya di BPC dipisahkan oleh jarak yang besar (hingga 300 diameter molekul alih-alih hanya beberapa atom), antarmuka mereka dapat dengan mudah dirangka. Antarmuka ini bertanggung jawab atas reaksi kimia, transformasi mekanis, dan menghambat transportasi suara, cahaya, dan energi.
Fitur-fitur ini menjadikan BPC calon yang sempurna untuk teknologi optik.
Membentuk Kristal dengan Kristal Lain
Tim peneliti mengembangkan teknologi litografi untuk merangka antarmuka BPC. Mereka secara kimia mengatur pola permukaan untuk menyetor kristal cair dan memanipulasi orientasi molekulnya.
Kristal cair kemudian sendiri memperkuat orientasi molekul, memungkinkan kristal biru tertentu untuk dibentuk dalam kristal fase biru lainnya. Ini memungkinkan peneliti untuk membangun bentuk kristal yang khusus di dalam kristal cair, sebuah pencapaian yang belum pernah dilakukan sebelumnya.
Kristal cair | Kredit: Martelj/Wikimedia
Arus dan suhu dapat digunakan untuk memanipulasi (atau mengubah warna) kristal yang baru dibentuk. Dengan kata lain, baik arus atau suhu dapat mengubah satu fase biru menjadi jenis fase biru lainnya.
Signifikansi
Ini berarti kita sekarang memiliki material yang mampu merespons rangsangan eksternal dan memantulkan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Properti optik dari material ini dapat diubah secara presisi.
Dan karena kristal-dalam-kristal ini dapat dikontrol melalui tegangan, suhu, atau kimia yang ditambahkan, ia dapat digunakan untuk teknologi layar yang lebih baik dan aplikasi sensing.
Kristal ini memerlukan variasi tegangan atau suhu yang kecil untuk mengubah warna, sehingga perangkat yang dibangun dengan material semacam ini akan mengonsumsi energi yang jauh lebih sedikit dibandingkan layar yang ada.
Baca: Coldest Liquid Water Ever Recorded | Below -43°C
Studi ini memungkinkan ilmuwan untuk memanipulasi kristal pada skala nano dan menggunakannya untuk membangun struktur yang seragam sempurna. Peneliti berencana untuk bereksperimen dengan perangkat optik dan material lainnya. Mereka akan menggunakan teknik yang sama untuk mengembangkan sistem yang lebih kompleks.
