Ciekłokrystaliczne wyświetlacze w telewizorach i komputerach to już codzienność. Nowych zastosowań dla ciekłych kryształów poszukuje prof. Ewa Górecka z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Szczególnie ciekawi ją nematyk – najprostsza faza ciekłokrystaliczna, ale zbudowana z molekuł o niezwykłych kształtach.
Stan ciekłokrystaliczny, nazywany też fazą pośrednią, łączy w sobie cechy zarówno ciał stałych, jak i cieczy. Najprostszą fazą ciekłokrystaliczną jest nematyk. W rozmowie z PAP uczona opowiada, jak zbudowana jest ta faza. „Nematyk można sobie wyobrazić rzucając na wodę zapałki i kompresując je, zapałki będą wtedy układać się w jednym kierunku. To najprostszy model nematyka zbudowanego z sztywnych molekuł liniowych, a więc najbardziej typowych dla faz ciekłokrystalicznych. Jednak z jakiegoś powodu w niektórych fazach nematycznych nawet całkowicie symetryczne molekuły zaczynają tworzyć struktury spiralne, łamiąc spontanicznie symetrię odbiciową – struktura staje się nienakładana na swoje lustrzane odbicie, czyli chiralna. Interesuje nas, dlaczego tak się dzieje” – mówi prof. Ewa Górecka.
Ciekłymi kryształami ludzie zajmują się od końca XIX wieku, jednak przez wiele lat były one traktowane jako ciekawostka naukowa bez większego znaczenia praktycznego. Pierwsze próby ich wykorzystania podjęto w latach 70., nie przypuszczano jednak, że będą one miały aż tak duże znaczenie. Obecnie wyświetlacze ciekłokrystaliczne są powszechnie stosowane w telewizorach, komputerach i telefonach. Prof. Ewa Górecka bada materiały ciekłokrystaliczne o nietypowej budowie molekularnej np. cząsteczki o silnie wygiętym rdzeniu, silnie rozgałęzionej i giętkiej strukturze czy też materiały hybrydowe zbudowane z nanokulek metali. „Zajmuję się czymś, czego nie można na razie zastosować, ale wszystko zaczyna się od poznawania. Pewnie każdy chemik na pewnym etapie pracy zastanawia się, skąd pochodzi łamanie symetrii w przyrodzie. Dlaczego wszystkie aminokwasy i cukry w przyrodzie mają jeden typ chiralności. Chiralność to taka cecha, która sprawia, że cząsteczka i jej odbicie lustrzane nie są identyczne. Mnie interesuje jak oddziałują molekuły chiralne, czy możliwa jest ich spontaniczna segregacja ze względu na chiralność w cieczy lub ciekłym krysztale, a więc w materiale, w którym uporządkowania są słabe. Badamy też mechanizmy prowadzące do tego, że molekuły niechiralne tworzą chiralne struktury” – mówi prof. Górecka.
W ramach projektu „Nematyki – czy są aż tak prostą fazą?” uczona poszukuje nowych typów faz nematycznych. Członkowie jej zespołu syntezują nowe materiały, metodami mikroskopowymi i rentgenowskimi badają ich strukturę, a metody optyczne i elektryczne posłużą do określenia właściwości nowych materiałów ciekłokrystalicznych. (kk)
(http://naukawpolsce.pap.pl/, 18.04.2016)