A "matéria mole" foi proposta pela primeira vez por Pierre-Gilles de Gennes em seu discurso de aceitação do Nobel em 1991. O termo descreve materiais entre substâncias aquosas e sólidos ideais.
Materiais de matéria mole com uma ampla variedade de configurações complexas, padrões coloridos, estados metaestáveis ​​e suavidade macroscópica forneceram inspirações valiosas para enfrentar os desafios modernos em óptica e fotônica. O cristal líquido automontado (LC) representa um dos sistemas de matéria mole mais atraentes. Suas microestruturas exibem propriedades superiores de fácil fabricação, ajuste fino, alta flexibilidade e notável resposta a estímulos.

Nos últimos anos, os sistemas ópticos baseados em LCs (típicos LCs termotrópicos e liotrópicos de base biológica) experimentaram um desenvolvimento em expansão, promovendo o surgimento de novos fenômenos, funções e aplicações. Como tal, é de crescente importância discutir os avanços recentes da fotônica de matéria mole baseada em arquiteturas LC (Soft Mattonics) de uma perspectiva abrangente para fornecer uma referência valiosa para o desenvolvimento futuro do domínio relevante.

Em um novo artigo publicado em Light:Science &Applications , uma equipe de cientistas, liderada pelo professor Yan-Qing Lu do Laboratório Nacional de Microestruturas de Estado Sólido, Laboratório Chave de Sensoriamento Óptico Inteligente e Manipulação, e Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing, China, e colaboradores conduziram uma revisão sistemática e abrangente para unir várias arquiteturas de LC dinamicamente ajustáveis ​​com suas diversas aplicações em Soft Mattonics.

Neste artigo, as definições básicas, propriedades físicas, esquemas de manipulação e controlabilidade dinâmica de LCs termotrópicos típicos e LCs liotrópicos de base biológica são descritos em detalhes, incluindo LCs de fase nemática, LCs de fase esmética, LCs de fase colestérica, LCs de fase azul e celuloses.

As microestruturas unem as propriedades inerentes do nanomaterial e as funcionalidades importantes, desempenhando um papel significativo no desenvolvimento de óptica e fotônica baseadas em LC ideais. Para controlar microestruturas LC, em uma extremidade do espectro está a criação. Isso pode ser alcançado combinando a técnica de fabricação "de cima para baixo" com o processo de automontagem "de baixo para cima" de LCs.

Por exemplo, substratos com padrões de superfície topográfica 3D podem ser empregados para gerar arranjos de defeitos topológicos ordenados; a camada 2D fotoalinhada desencadeia uma construção flexível de superestruturas 3D LC. Na outra extremidade do espectro está a elaborada sintonização das arquiteturas LC. Muitos esforços têm sido dedicados a este campo para manipular dinamicamente as estruturas LC, introduzindo calor, eletricidade, luz, estresse e campos magnéticos.

Com o trabalho apresentado, Lu e colegas de trabalho forneceram uma visão geral dos dispositivos baseados em LC no campo de rápido crescimento de Soft Mattonics, incluindo telas inteligentes, imagens ópticas, dispositivos de modulação de campo de luz, atuadores suaves e janelas inteligentes. Ele traz funcionalidades/desempenhos atraentes, ajustáveis, eficientes e múltiplos para as plataformas ópticas baseadas em matéria macia. Esses cientistas também destacaram os desafios e oportunidades desses materiais para a fotônica da matéria mole:

1. Produção e processamento em grande escala;
2. Alcançar relacionamentos otimizados "estrutura-propriedade-função";
3. Combinar LCs com outros materiais macios;
4. Integração perfeita de materiais de matéria mole com componentes ópticos existentes;
5. Integrar LCs com sistemas eletrônicos e robóticos de ponta;
6. Fases de LC recém-descobertas.

A exploração adicional deste tópico não apenas ampliaria o conhecimento de Soft Mattonics, mas também incentivaria pesquisas multidisciplinares de especialistas em diferentes disciplinas e promoveria diversas aplicações fotônicas suaves e inteligentes. + Explorar mais

Prevendo a estabilidade de fase da matéria mole