Descubren en Rusia nuevas propiedades de los cristales líquidos
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Científicos rusos revelan propiedades desconocidas hasta ahora de cristales líquidos de tamaño nanométrico y micrométrico. Los datos obtenidos permitirán desarrollar una nueva familia de sensores electroópticos ultraminiaturizados y una serie de potentes analizadores médicos tanto para laboratorio como para uso doméstico, según los investigadores.
Los cristales líquidos (CL) son un estado especial de la materia en el que esta presenta a la vez fluidez y propiedades estructurales similares a las del cristal. Los CL son extremadamente sensibles a cualquier influencia externa, se ven muy afectados incluso por campos eléctricos y magnéticos muy débiles y por pequeños cambios de temperatura.
Una de las direcciones importantes de la investigación de las estructuras de esos cristales es el estudio de los procesos de transporte y clasificación de gotas de CL nanolítricas en canales ramificados bajo la acción de un campo eléctrico externo, informaron los expertos.
Los nuevos hallazgos en este campo son muy demandados para el desarrollo de sensores y transductores sensibles. Comparados con otros microsensores, "tendrán un diseño sencillo, una miniaturización y una gran adaptabilidad, así como un bajo voltaje de control" explicaron los científicos.
15 de octubre 2023, 16:06 GMT
Los investigadores de la Universidad Estatal Immanuel Kant de Rusia (BFU, por sus siglas en ruso) llevaron a cabo una modelización exhaustiva de los procesos de flujo en sistemas de los cristales líquidos a micro y nanoescala. Los datos obtenidos, según el artículo publicado en Journal of Molecular Liquids, permiten predecir correctamente una amplia gama de procesos en el procesamiento tecnológico de las CL y seleccionar sus composiciones óptimas a la hora de diseñar diversos sistemas.
"Los métodos ópticos y otros métodos experimentales para estudiar las estructuras de CL son prácticamente irreales hoy en día, por lo que nos centramos en la modelización numérica exhaustiva. Descubrimos y confirmamos una serie de efectos hasta ahora desconocidos sobre la influencia de las paredes de los canales y otros factores en la fluidez y las propiedades electroópticas relacionadas de las CL", declaró Pavel Máslennikov, profesor adjunto de la BFU.
La capacidad de cambiar instantáneamente las características electroópticas del mismo sistema de CL hace de estos materiales elementos ideales para el desarrollo de nuevos dispositivos biomédicos, aseguraron los científicos. De acuerdo con los especialistas rusos, "pueden ser tanto dispositivos domésticos móviles para el análisis rápido de células, tejidos y biofluidos, como potentes instrumentos de laboratorio".
"Los sensores ópticos sobre CL pueden eliminar por completo la necesidad de marcadores químicos y etiquetas inyectadas en el cuerpo, ya que las moléculas de cristales líquidos amplifican las señales ópticas de las estructuras biológicas. En el futuro, gracias a ellos será posible crear 'laboratorios en un chip' multifuncionales", explicó Máslennikov.
Además, los trabajos sobre el comportamiento de los CL en las interfaces son de gran importancia para el estudio de muchos sistemas biológicos, ya que, por ejemplo, las membranas celulares, los fosfolípidos, el colesterol, el ácido desoxirribonucleico (ADN) y un gran número de otras estructuras del organismo existen en fase de cristal líquido, subrayaron los científicos.
9 de octubre 2023, 19:02 GMT
En el futuro, el equipo investigador tiene previsto continuar los estudios fundamentales de las regularidades estructurales generales que surgen en volúmenes de micro y nanolitros de cristales líquidos bajo la influencia de campos eléctricos y radiación láser.
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