پایگاه رصد علم و فناوری، به نقل از سایت ساینس دایلی، به لطف کشف جدید در حوزه خواص مولکولی کریستال‌های مایع در معرض نور قرار گرفته، ربات‌ها و دوربین‌های آینده می‌توانند از کریستال‌های مایع ساخته شوند.

به گزارش ساینس دایلی، «آلوین مودین» دانشجوی دکتری فیزیک در «دانشگاه جانز هاپکینز» و نویسنده مقاله منتشر کننده این گزارش؛ گفت:

با استفاده از این روش هر آزمایشگاهی با یک میکروسکوپ و مجموعه‌ای از لنزها می‌تواند ترکیبات و آرایه کریستال مایع را در هر الگویی که بخواهد، تنظیم کند. آزمایشگاه های صنعتی و تولیدکنندگان احتمالا می توانند این روش طی یک روز به مرحله اجرائی برسانند.

کریستال مایع

مولکول های کریستال مایع همانند مایعات دارای قابلیت جریان هستند. اما آنها برخی ویژگی های ساختار داخلی بلورهای جامد را نیز دارا هستند که در پاسخ به محرک‌های قابل تغییر هستند. آنها در صفحه‌های نمایش «ال سی دی»، ابزارهای تصویربرداری بیومدیکال و سایر دستگاه های نیازمند کنترل دقیق نور و حرکت‌های دقیق قابل بکارگیری می‌باشند.

مودین در عین حال خاطرنشان کرد که کنترل آرایه آنها در سه بُعد نیازمند تکنیک‌های پرهزینه و پیچیده است.

این تیم تحقیقاتی که شامل چند اساتید فیزیک دانشگاه جانز هاپکینز است، کشف کرد که می‌تواند سوگیری سه‌بُعدی کریستال های مایع را از طریق کنترل تماس نور با یک ماده فتوولتاییک رسوب شده روی شیشه، دستکاری کند.

روش انجام

آنها نور پلاریزه و غیرقطبی را از طریق میکروسکوپ به کریستال های مایع می تابانند. در نور پلاریزه، امواج نور در جهات خاص به جای تصادفی در همه جهات، مانند نور غیرقطبی نوسان می کنند. این تیم از این روش برای ایجاد عدسی میکروسکوپی از کریستال های مایع استفاده کرده اند که قادر به تمرکز نور بسته به قطبش نوری است که از آن می تابد.

ابتدا، تیم از نور پلاریزه شده برای تراز کردن کریستال های مایع روی یک سطح استفاده نمودند. سپس از نور معمولی برای تغییر جهت دادن کریستال های مایع به سمت بالی آن صفحه استفاده کردند. این به آنها اجازه داد تا جهت گیری دو نوع کریستال مایع رایج را کنترل کنند و الگوهایی با ویژگی هایی به اندازه چند میکرومتر، یعنی کسری از ضخامت موی انسان ایجاد کنند.

سرا، که همچنین یکی از همکاران این پژوهش و استاد دانشگاه جنوب دانمارک است، گفت:

یافته‌ها می‌تواند منجر به ایجاد ابزارهای قابل برنامه‌ریزی شود که در پاسخ به محرک‌ها تغییر شکل می‌دهند. مانند ابزارهایی که در ربات‌های نرم و لاستیکی برای کنترل اجسام و محیط‌های پیچیده یا لنزهای دوربین که به طور خودکار بسته به شرایط نوری فوکوس می‌کنند مورد نیاز است.

سرا می‌گوید:

«اگر می‌خواستم یک شکل سه‌بعدی دلخواه مانند بازو یا گیره بسازم، باید کریستال‌های مایع را به‌گونه‌ای تراز می‌کردیم که وقتی تحت یک محرک قرار می‌گرفت، این ماده به طور خود به خود به آن شکل‌ها تغییر ساختار می‌داد. اچالش اصلی تا کنون نحوه کنترل این محور سه بعدی هم ترازی کریستال های مایع بود. اما اکنون راهی برای ایجاد این امکان وجود دارد.

دانشمندان در حال تلاش برای به دست آوردن حق ثبت اختراع برای کشف خود هستند و قصد دارند آن را با انواع مختلف مولکول های کریستال مایع و پلیمرهای جامد ساخته شده از این مولکول ها آزمایش کنند.