??科技日報北京6月14日電 (記者劉霞)100多年前,科學(xué)家提出一種新液晶相——鐵電向列液晶相,但盡管歷經(jīng)一個世紀(jì)的追尋,這一物質(zhì)相一直未被證實?,F(xiàn)在,美國科學(xué)家在最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》上刊文稱,他們終于發(fā)現(xiàn)并證實了這一物質(zhì)相,最新發(fā)現(xiàn)有望催生一系列新材料。
最新發(fā)現(xiàn)是多年研究的積累和突破。1910年代,諾貝爾獎獲得者彼得·德拜和馬克斯·伯恩首次提出,如果正確設(shè)計液晶,其分子會自發(fā)陷入極性有序狀態(tài)。此后不久,研究人員開始發(fā)現(xiàn)具有相似行為的固體晶體:它們的分子指向同一方向,施加電場會改變其指向。這些固態(tài)晶體由于與磁體相似而被稱為“鐵電體”。
在那之后幾十年,科學(xué)家一直在努力尋找具有相同行為的液晶相,但一直未曾發(fā)現(xiàn)。直到研究人員開始研究RM734。
RM734是英國科學(xué)家?guī)啄昵爸圃斐龅挠袡C(jī)分子,當(dāng)時該英國小組報告說,RM734會在較高溫度下表現(xiàn)出常規(guī)的向列液晶相;在較低溫度下則展示出另一種反常相。
自上世紀(jì)70年代以來,向列液晶一直是材料研究領(lǐng)域的熱門話題。這些材料會展示出類似液體和類似固體的行為的混合行為,這使它們能控制光,因此被廣泛用于制造液晶顯示器(LCD)。
向列液晶中一半分子指向左邊,另一半分子指向右邊;而在鐵電向列液晶相中,分子全部指向相同方向——右或左,也即這些材料擁有極性排序。
在科羅拉多大學(xué)博爾德分校軟材料研究中心(SMRC)主任諾埃爾·克拉克的領(lǐng)導(dǎo)下,研究團(tuán)隊開展多項測試后發(fā)現(xiàn),RM734的這一反常相對電場的響應(yīng)程度比普通向列液晶高100到1000倍,表明組成液晶的分子表現(xiàn)出強(qiáng)極性序:“這證實了它的確是鐵電向列液晶。”
研究負(fù)責(zé)人、SMRC主任諾埃爾·克拉克說,發(fā)現(xiàn)此類液晶可能會帶來大量技術(shù)創(chuàng)新,如從新型顯示屏到新型計算機(jī)內(nèi)存等?!按送猓@項工作也表明,還有其他鐵電流體潛伏在我們周圍,人工智能等技術(shù)或許可以將其搜索出來。”
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