Tecnologia Científica
Cristais laquidos criam sensores fa¡ceis de ler e que mudam de cor
Os cientistas da Escola Pritzker de Engenharia Molecular (PME) da Universidade de Chicago desenvolveram uma maneira de esticar e esticar cristais laquidos para gerar cores diferentes.
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Emily Ayshford - 10/07/2020
Os cientistas e engenheiros da PME desenvolveram uma maneira de esticar e esticar cristais laquidos para gerar cores diferentes. Isso pode ser aplicado em revestimentos inteligentes, sensores e eletra´nicos vestaveis. Crédito: Oleg Lavrentovich, Instituto de Cristal Laquido, Kent State University
Os camaleaµes são famosos por suas habilidades de mudança de cor. Dependendo da temperatura ou do humor do corpo, o sistema nervoso direciona o tecido da pele que contanãm nanocristais para expandir ou contrair, mudando a forma como os nanocristais refletem a luz e transformando a pele do ranãptil em um arco-aris de cores.
Inspirados por isso, os cientistas da Escola Pritzker de Engenharia Molecular (PME) da Universidade de Chicago desenvolveram uma maneira de esticar e esticar cristais laquidos para gerar cores diferentes.
Ao criar uma fina pelacula de polamero preenchida com gotaculas de cristal laquido e depois manipula¡-la, eles determinaram os fundamentos de um sistema de detecção de mudança de cor que poderia ser usado para revestimentos inteligentes, sensores e atémesmo eletra´nicos vestaveis.
"Vocaª pode apenas olhar a cor do seu dispositivo e saber quanta tensão esse material ou dispositivo estãosofrendo e tomar as medidas corretivas necessa¡rias", disse Juan de Pablo. "Por exemplo, se uma estrutura estãosob muito estresse, vocêpode ver a cor mudar imediatamente e fecha¡-la para repara¡-la. Ou se um paciente ou atleta colocar muita pressão sobre uma parte especafica do corpo enquanto se move, eles poderia usar um tecido para medi-lo e tentar corrigi-lo ".
A pesquisa, liderada por Juan de Pablo, professor de engenharia molecular da familia Liew, foi publicada nesta sexta-feira, 10, de julho na revista Science Advances .
Alongamento de laquidos usando filmes finos
Os cristais laquidos, que exibem orientações moleculares distintas, já são a base para muitas tecnologias de exibição. Mas De Pablo e sua equipe estavam interessados ​​em cristais laquidos quirais, que tem voltas e mais voltas e uma certa "destreza" assimanãtrica - como destro ou canhoto - que lhes permite ter comportamentos a³pticos mais interessantes.
Esses cristais também podem formar os chamados "cristais da fase azul", que tem propriedades de laquidos e cristais e, em alguns casos, transmitem ou refletem a luz visível melhor do que os pra³prios cristais laquidos.
Os pesquisadores sabiam que esses cristais poderiam ser potencialmente manipulados para produzir uma ampla gama de efeitos a³pticos se esticados ou esticados, mas também sabiam que não épossível esticar ou esticar um laquido diretamente. Em vez disso, eles colocaram minaºsculas gotas de cristal laquido em um filme de polamero.
"Dessa forma, poderaamos encapsular os cristais laquidos quirais e deformar de maneira muito especafica e altamente controlada", afirmou Pablo. "Isso permite que vocêentenda as propriedades que eles podem ter e quais comportamentos eles exibem".
Criando sensores de temperatura e deformação
Ao fazer isso, os pesquisadores descobriram muito mais fases diferentes - configurações moleculares dos cristais - do que se sabia antes. Essas fases produzem cores diferentes com base em como são esticadas ou esticadas, ou mesmo quando sofremmudanças de temperatura.
"Agora, as possibilidades estãorealmente abertas a imaginação", disse Pablo. "Imagine usar esses cristais em um tecido que muda de cor com base na sua temperatura ou muda de cor onde vocêdobra o cotovelo."
Esse sistema também pode ser usado para medir a tensão nas asas do avia£o, por exemplo, ou para discernir pequenas alterações na temperatura dentro de uma sala ou sistema.
Mudanças na cor são uma excelente maneira de medir algo remotamente, sem a necessidade de qualquer tipo de contato, disse Pablo.
"Vocaª pode apenas olhar a cor do seu dispositivo e saber quanta tensão esse material ou dispositivo estãosofrendo e tomar as medidas corretivas necessa¡rias", disse ele. "Por exemplo, se uma estrutura estãosob muito estresse, vocêpode ver a cor mudar imediatamente e fecha¡-la para repara¡-la. Ou se um paciente ou atleta colocar muita pressão sobre uma parte especafica do corpo enquanto se move, eles poderia usar um tecido para medi-lo e tentar corrigi-lo ".
Embora os pesquisadores tenham manipulado os materiais com tensão e temperatura , também háo potencial de afeta¡-los com tensão, campos magnanãticos e campos acaºsticos, disse ele, o que pode levar a novos tipos de dispositivos eletra´nicos feitos com esses cristais.
"Agora que temos a ciência fundamental para entender como esses materiais se comportam, podemos comea§ar a aplica¡-los a diferentes tecnologias", afirmou Pablo.
