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Flüssigkristalle: Blaue Phasen in allen Farben

Die Ingenieure Harry Coles und Mikhail Pivnenko von der britischen Universität Cambridge haben Flüssigkristalle entwickelt, deren optische Eigenschaften sich besonders gut beeinflussen lassen. Je nach angelegter Spannung reflektiert das Material gezielt verschiedenfarbige Anteile des sichtbaren Lichts.

Das Geheimnis der bunten Flüssigkristalle liegt in einer Struktur, die als blue phase bezeichnet wird und für gewöhnlich nur kurzfristig beim Abkühlen auftritt. Coles und Pivnenko ist es gelungen, den Temperaturbereich, in dem die Phase stabil ist, entscheidend zu vergrößern. Ist er normalerweise nur ein halbes bis zwei Grad breit, spannt er sich bei ihren Kristallen von 60 Grad Celsius bis herunter auf 16 Grad Celsius.

Grund ist eine veränderte Molekularstruktur: Während normale Flüssigkristalle aus stäbchenförmigen Molekülen bestehen, haben die beiden Wissenschaftler Moleküle mit zwei starren Stäbchen entwickelt, die durch eine flexible Kette verbunden sind.

In den bisherigen Tests reagierte das Material innerhalb von 10 bis 40 Millisekunden mit einer Farbänderung auf angelegte Spannungen und relaxierte nach Abschalten in weniger als 10 Milisekunden.

Die Möglichkeit, elektrisch zu bestimmen, welche Farben reflektiert werden, macht die Flüssigkristalle besonders für die Photonik interessant – das Bestreben, Schaltungen mit Licht anstelle von Elektronen zu betreiben. Aber auch einfachere Anwendungen wie Farbbildschirme könnten von den neuen Flüssigkristallen profitieren.

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