难以捉摸的新液相由科学家发现了一个世纪的搜索

作为研究人员的新发现液晶移位阶段的颜色适用于小电场。

科罗拉多大学博尔德大学的柔软材料研究中心（SMRC）的研究人员已经发现了一个难以捉摸的物质阶段，首先提出了100多年前，以来追捧。

该团队描述了科学家在2020年6月10日公布的一项研究中呼吁科学家们称之为液晶的“铁电淫肠”阶段。该发现“开设了一个新的材料宇宙之门，”物理系的教授共同作者Matt Glaser表示。

如显微镜下所示的液晶新阶段的视图。学分：SMRC.

自20世纪70年代以来，甲型液晶是材料研究中的热门话题。这些材料表现出一种奇妙的流体和固体行为混合，使它们能够控制光线。工程师已经广泛使用它们，使液晶显示器（LCD）在许多笔记本电脑，电视和手机中进行。

想想在桌子上滴加少数别针就像左液晶。在这种情况下的销是杆状分子，其是携带带负电的正电荷和尾部（尖端）的“极性”的杆状分子。在传统的向列液晶中，一半的销钉点和另一半点右，随机选择方向。

钻石形状揭示了“域”，其中几乎所有分子采用相同的取向，如箭头（底部）所示。学分：SMRC.

然而，铁电向液晶阶段更为纪律。在这种液晶，贴片或“域”在样品中形成，其中分子在相同方向上的左右方向。在物理涂布中，这些材料具有极性排序。

Noel Clark是SMRC的物理学和主任主任，他的团队发现了一种这样的液晶可能会使丰富的技术创新 - 从新类型的显示屏进行重新制中的计算机内存。

“当迎宾已经是铁电，”目的，当Nematic一直是铁电时，有40,000个关于尼美的研究论文，在他们几乎可以看到有趣的新可能性。“克拉克说。

在显微镜下

发现是在制作中的岁月。

诺贝尔·洛瑞斯彼得德拜亚德义和最多出生于1910年代建议，如果您正确设计了液晶，其分子可能会自发地落入极性有序状态。不久之后，研究人员开始发现实心晶体，这是类似的东西：他们的分子指向均匀的方向。它们也可以逆转，从左边翻转，反之亦然。由于与磁体相似，这些固体晶体被称为“铁电器”。（铁貂是“铁”的拉丁文）。

在液晶新阶段看到的野生颜色的微观图像。

然而，在几十年之下，科学家们努力寻找以相同方式表现出一种液晶阶段。也就是说，直到克拉克和他的同事开始检查RM734，几年前由一群英国科学家创造的有机分子。

相同的英国小组加上斯洛文尼亚科学家的第二队报道，RM734在较高温度下表现出常规的向列液晶相。在较低的温度下，出现了另一个不寻常的阶段。

当克拉克的团队试图观察到显微镜下的奇怪阶段时，他们注意到了一些新的东西。在弱电场下，朝向含有液晶的细胞的边缘开发的撞击颜色的调色板。

“就像将灯泡连接到电压一样测试它，但是找到插座和连接线更明亮地发光，”克拉克说。

令人惊叹的结果

那么，发生了什么？

研究人员进行了更多的测试，并发现RM734的该阶段比通常的向液晶的电场更响应于电场100至1,000倍。这表明构成液晶的分子显示出强烈的极性阶。

“当分子都指向左侧时，他们都看到一个人说，”走向，“响应是戏剧性的，”克拉克说。

该团队还发现，当它从较高温度冷却时，不同的域似乎在液晶中自发地形成。换句话说，它们的样品内的贴剂，其中分子似乎是对齐的。

“这证实了这种阶段，实际上是铁电向型液体，”克拉克说。

这种对准也比团队所期待的更统一。

“熵在液体中，”Joe Maclennan说，Cu Boulder的物理学教授Joe Maclennan说。“一切都在摆动周围，所以我们期待很多无序。”

当研究人员检查了分子在单一领域的分子内的程度如何，“我们被结果震惊了，”Maclennan说。分子几乎均指向相同的方向。

该团队的下一个目标是发现RM734如何实现这一罕见的壮举。Glaser和SMRC研究员犹他大学的Dmitry Bedrov目前正在使用计算机模拟来解决这个问题。

“这项工作表明，有其他铁电液体隐藏在透明景点中，”克拉克说。“现在正在令人兴奋的是人工智能的技术正在出现，这将能够有效地寻找它们。”

参考：“热致向液晶铁电性的第一原理实验证明：极地域和醒目的电光电气“由西辰，伊娃·沃尔布洛娃，邓鹏洞，小玉伟，仁义邵，狮子龙·罗·罗克斯基，马修A. Glaser，约瑟夫·麦克兰，德米特里德罗夫，大卫M.沃尔巴和Noel A. Clark， 2020年6月10日，国家科学院的诉讼程序.DOI：
10.1073 / PNAS.2002290117

新论文的同志队包括Cu Boulder研究人员Leo Radzihovsky，物理学教授;大卫沃尔巴，化学教授;和西辰，伊娃科尔布洛瓦和仁义邵。犹他大学邓鲍洞和小玉威也是共同主演。