MForum.ru
07.10.2010,
Химики Университета Вандербильта создали новый класс жидких кристаллов с уникальными электрическими свойствами, которые могут повысить производительность дисплеев, используемых на мобильных телефонах. Основой результатов, изложенных в двух статьях научного журнала «Journal of Materials Chemistry», стали исследования, которые последние 5 лет проводили профессор химии Piotr Kaszynski и аспирант Bryan Ringstrand. Если говорить кратко, то химиками были созданы «жидкие кристаллы с беспрецедентным электрическим диполем, более чем в два раза превосходящем диполи существующих жидких кристаллов».
Напомню, электрические диполи представляют собой идеализированную электронейтральную систему, состоящую из точечных и равных по абсолютной величине положительного и отрицательного электрических зарядов. Чем выше данные заряды и больше расстояние между ними, тем больший диполь они производят. В жидких кристаллах, значение электрического диполя обратно пропорционально связано с пороговым напряжением, соответствующем минимальному значению напряжения, при котором жидкий кристалл работает – чем больше диполь, тем ниже пороговое напряжение. Кроме того, диполь является одним из ключевых факторов, определяющим как быстро жидкие кристаллы могут переключаться между светлым и темным состоянием – чем больше диполь, тем быстрее переключаются кристаллы.
Коммерческий потенциал
Одновременно с публикацией результатов исследований авторами была подана патентная заявка на новый класс материалов, а некоторые из компаний производящих ЖК-дисплеи, уже заинтересовались полученными результатами и занимаются изучением вопроса. По словам Piotr Kaszynski, жидкие кристаллы, разработанные в ходе исследований, обладают основными свойствами, делающими их пригодными для коммерческого применения, но все же перед появлением в коммерческих продуктах они должны пройти дополнительные испытания на прочность, срок службы и воспроизводимость характеристик.
В процессе прохождения подобных испытаний новый класс жидких кристаллов будет добавлен в состав сложных молекулярных смесей, которые используются при создании жидкокристаллических дисплеев. Эти смеси комбинируют различные типы жидких кристаллов и других добавок, которые используются для уточнения их характеристик, в том числе вязкости, температуры, оптических и электрических свойств, а также химической стойкости. Причем каждая из десятков существующих конструкций жидкокристаллических дисплеев требует различного состава смеси.
Научная значимость
С 1988 года ученые обнаружили более 100 тысяч природных и синтетических соединений имеющих жидкокристаллическое состояние. При этом было установлено, что одной из предпосылок для подобного состояния является то, что молекулы должны быть в форме стержня или диска. Вторым требованием является то, что они должны содержать жесткие и гибкие части. Именно этот хрупкий баланс двух противоположных факторов нужен для того, чтобы произвести материал, находящийся на полпути между кристаллом и жидкостью. Однако даже в наши дни многие аспекты этого необычного состояния остаются для ученых загадкой.
Например, до сих пор не выяснено, при какой температуре жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Существующие мнения сходятся к тому, что увеличение диполя обычно поднимает эту температуру. Таким образом, новый тип жидких кристаллов синтезированных Kaszynski и Ringstrand, вполне может пригодиться для проверки этой теории путем создания пары жидких кристаллов одинаковой геометрии, но разными электрическими диполями, и измерения их температуры перехода. Также исследователи обнаружили, что тонкие структурные различия оказывают гораздо большее влияние на температуру перехода, чем изменения в напряженности электрического диполя.
Уникальная "цвиттерионная " структура
Важным отличием нового класса жидких кристаллов является его "цвиттерионная" (http://en.wikipedia.org/wiki/Zwitterion) структура. Если не вдаваться в химию, то цвиттерионы – это химические соединения, обладающие общим нулевым электрическим зарядом, но содержащие положительно и отрицательно заряженные группы. Созданные Kaszynski и Ringstrand жидкие кристаллы содержат цвиттерион из отрицательно заряженной неорганической части и положительно заряженной органической части. Кстати, впервые идея создания цвиттерионных жидких кристаллов пришла к Kaszynski почти 17 лет назад, когда он только начинал работать в Университете Вандербильта. Однако, необходимые для этого результаты фундаментальных исследований появились лишь в 2002 году, когда были разработаны технологии давшие исследователями из Вандербильта возможность начать работу в данном направлении.
Резюме
Результаты, полученные химиками из Университета Вандербильта, способны оказать большое влияние на многие области современного цифрового мира, ведь ЖК-дисплеи используются повсеместно, в том числе в компьютерных мониторах, ноутбуках и мобильных телефонах. Конечно, до коммерческого внедрения преложенного класса жидких кристаллов пройдет еще немало времени (если оно вообще состоится), но не следует забывать, что результаты одних исследований – это база для других. Тем более что увеличение быстродействия и снижение энергопотребления – это одной из ключевых направлений модернизации дисплеев современных мобильных устройств.
© Антон Печеровый, , по материалам cellular-news.com
Публикации по теме:
04.10.2026. Малайзийская DNB привлекает $1.27 млрд частных средств для приватизации и продолжения развертывания 5G
01.10.2026. «Активная Фотоника» и «ПЛАНАР» объединяют технологии для высокоточных измерений на пластинах
30.09.2026. 28 сентября 2026 года в сингапурском районе Тампинес открылся завод VSMC
30.09.2026. Люди в России стали на 25% чаще доверять свою безопасность искусственному интеллекту
30.09.2026. Александр Юдин назначен заместителем генерального директора Билайна по корпоративному бизнесу
29.09.2026. AMD наращивает инвестиции в ИИ
29.09.2026. МТС ведет поэтапный запуск 5G в Перми на частотах 2100 МГц
25.09.2026. Прогнозируется, что число подключений 6G достигнет 2,4 млрд к 2035 году
25.09.2026. Honor X9e Pro с батареей 11 000 мАч и экраном 10 000 нит представлен в Малайзии
23.09.2026. Microsoft предоставит DARPA практический доступ к квантовой системе в новом центре в Мэриленде
22.09.2026. В Канаде создадут первое предприятие по производству квантовых полупроводников
21.09.2026. Билайн объединяет Big Data и Adtech
18.09.2026. Компания YADRO представила новый радиомодуль для базовой станции BTS8100
17.09.2026. GloFo и Marvell расширили многолетнее соглашение о сотрудничестве
16.09.2026. Билайн Adtech представил новое поколение системы антифрода на базе машинного обучения
15.09.2026. Китай начнет внедрение твердотельных аккумуляторов в автопром с 2027 года
15.09.2026. МегаФон предоставил всем абонентам возможность бесплатно опробовать опцию «5G режим»
15.09.2026. МТС усилила сеть LTE в Щиграх Курской области отечественными базовыми станциями
15.09.2026. YADRO и СПбПУ расширили лабораторию для молодых программистов
11.11. МегаФон и МТС объявляют совместную позицию по вопросам текущего взаимодействия с банками
11.11. Российские корпоративные клиенты всё охотнее рекомендуют отечественную технику
11.11. Microsoft давит на администрацию президента США, выступая против запрета импорта чипов из Китая
11.11. МТС включила сеть LTE на склонах горнолыжного комплекса «Снегорка»
10.11. Странная сделка в Японии – Mitsui Chemical покупает бизнес JSR
10.11. Infineon больше не может расширять мощности по производству чипов без «форвардных контрактов»
10.11. Билайн обеспечил мобильную связь на речном маршруте в Москве
10.11. Эйфелева башня и центральный парк Волгограда получили обновленную сеть МТС
10.11. МегаФон четвёртый год подряд стал «платиновым» работодателем
10.11. МТС улучшила покрытие в Ворсме Нижегородской области
09.11. Nexperia подала иск в Нидерландах против своего китайского владельца Wingtech и основателя компании
09.11. В Москве почти 9 тысяч наземных опор связи. Почему город в нижней десятке рейтинга TelecomSpot?
09.11. eSIM от Билайна - мобильный интернет в 164 странах
09.11. В Индии готовят регуляторику для массовой D2D сотово-спутниковой связи
11.11. Утечка раскрыла ёмкость батарей и общие черты iPhone 18 и 18e
11.11. OnePlus 17 может войти в число широкоэкранных флагманов 2027 года
11.11. В сети появились макеты iPhone Air 2 и iPhone 18
10.11. Oppo Pad Air6 с 12.1" экраном 120 Гц и Dimensity 7360 Super представлен официально
10.11. Bixby в One UI 9.5 получит автоматические задачи
10.11. Vivo работает над серийным АКБ ёмкостью 11 970 мАч
09.11. Серия Huawei Nova 17 получит 200-МП камеру и новые дисплеи
09.11. Realme 17 Pro – утечка указывает на батарею емкостью 10 000 мАч и Dimensity 7300
09.11. Утечка о Xiaomi 18 подтверждает 100-ваттную зарядку
06.11. Motorola представила Moto Watch 2 Fit и Moto Buds 2 Ultra
06.11. Motorola Signature 27 с АКБ 7000 мАч и 200-МП перископом представлен официально
05.11. Honor готовит смартфон с батареей 14 000–15 000 мАч
05.11. Утечка показывает дизайн в стиле Pixel 11 Pro Fold
05.11. Утечка о Samsung Galaxy A38 раскрыла батарею 6000 мАч
04.11. Утечка раскрыла характеристики и сроки выхода iPhone 18, 18e и Air 2
04.11. Утечка о Redmi Turbo 6 Max указывает на 7-дюймовый 2K-экран частотой 185 Гц
04.11. Vivo Y32 5G – АКБ 8000 мАч, Snapdragon 4 Gen 2 и защита IP69
04.11. OnePlus Turbo 6Vs представлен в Китае – тот же Turbo 6V в новом цвете
03.11. Redmi M100 Pro с Dimensity 7300-Ultra и тройной камерой представлен в Китае
03.11. Rogbid Model R5 – смарт-часы на полноценном Android с SIM-картой за $129.99