عملکرد بلورهای مایع به نحوه چیدمان آنها بستگی دارد. دانشمندان به‌دنبال راه‌های کنترل این چیدمان هستند. اخیرا یک تیم تحقیقاتی موفق شده است با استفاده از نانوذرات، چیدمان این بلورها را تحت کنترل در آورد.
استفاده از نانوذرات نیکل برای تراز کردن بلورهای مایع
عملکرد بلورهای مایع به نحوه چیدمان آنها بستگی دارد. دانشمندان به‌دنبال راه‌های کنترل این چیدمان هستند. اخیرا یک تیم تحقیقاتی موفق شده است با استفاده از نانوذرات، چیدمان این بلورها را تحت کنترل در آورد.
نمایشگرهای بلور مایع (LCDها) امروزه در ادوات مختلفی نظیر مانیتور کامپیوترها، تلویزیون‌ها و تلفن‌های همراه مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجایی که عملکرد و ویژگی‌های این نمایشگرها بستگی به این دارد که بلورهای مایع چگونه چیدمان شده و جهت‌گیری‌شان چگونه است، دانشمندان به‌دنبال راه‌های ساده‌ای هستند که با استفاده از آنها بتوانند این مولکول‌ها را به‌طور یکنواخت تراز کرده و آنها را در جهت مناسب قرار دهند. نانوذرات می‌توانند برای تراز کردن عمودی نمایشگرها به‌کار گرفته شوند، همچنین شکل نانوذرات می‌تواند روی جهت‌گیری بلورهای مایع تاثیرگذار باشد.
لین گو و همکارانش از دانشگاه بیهانگ در پکن چین، موفق شدند به چیدمان عمودی و مسطح در بلورهای مایع برسند. آنها این کار را با استفاده از نانوذرات نیکل دارای مورفولوژی مختلف انجام دادند.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از میکروسکوپ نوری قطبی شده مشاهده کردند در بلورهای مایع که در آنها نانوذرات نیکل به شکل کاسه‌ای هستند (رجوع به تصویر) چیدمان بلورها به‌صورت مسطح خواهد بود، در غیر این صورت، ساختارهای دیگر نظیر “نانوگل” یا ” نانو کره” منجر به چیدمان عمودی خواهد شد. گو می‌گوید ما دریافتیم که این یک پدیده جدید است که در آن با تنظیم ساختارهای نانوذرات به‌کار رفته در بلورهای مایع می‌توان الگوی تراز آنها را کنترل کرد.
گو می‌گوید این که بلورهای مایع تقویت شده با نانوکاسه‌ها می‌تواند منجر به تراز شدن عمودی بلورهای مایع شود، دلایل متعددی دارد. اول این که اشکال کاسه مانند ترجیح می‌دهند تا چیدمانی زنجیری مسطح داشته باشند، بر خلاف حالتی که ذرات ترجیح می‌دهند روی هم قرار گیرند. دوم این که خواص مغناطیسی نانوکاسه‌های نیکل نیز ذرات را ترغیب به چیدمان مسطح می‌کنند. نانوذرات تراز شده نیز بلورهای مایع را تحریک به چیدمانی همانند خود می‌کنند. وجود هر دو این شرایط لازم است تا تراز شدن مسطح در بلورهای مایع اتفاق بیافتد.
اگر نانوذرات به شکل گل یا کروی باشد، بلورهای مایع تمایل به چیدمان عمودی خواهد داشت. گو می‌گوید اگر ما از نانوذرات غیر مغناطیسی استفاده کنیم، آنگاه چیدمان نهایی به‌صورت روی هم خواهد بود.
گام بعدی برای تیم تحقیقاتی گو آن است که روی جزئیات مکانیسم این اثرات تحقیق کنند. آنها درصدد هستند تا رابطه میان نانوساختارها و الگوهای چیدمان نانوذرات را مورد مطالعه قرار دهند. هدف نهایی آنها یافتن اجزاء و ساختاری است که بلورهای مایع را در جهت‌های دلخواه‌شان تراز می‌کند.
این گروه نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوانSynthesis of Nickel Bowl-like Nanoparticles and Their Doping for Inducing Planar Alignment of a Nematic Liquid Crystal به چاپ رساندند.
