Tecnologia dei display pronta a una nuova rivoluzione
La scoperta della ferroelettricità nel vermiculite bidimensionale
Un team di ricercatori guidato dal Professor Bilu Liu della Tsinghua Shenzhen International Graduate School, dell’Università di Tsinghua, ha scoperto per la prima volta la ferroelettricità in un minerale argilloso vecchio di un secolo, il vermiculite, nel suo limite monolayer. Il vermiculite bidimensionale (2D) possiede un’anisotropia geometrica estremamente elevata e la ferroelettricità conferisce un dipolo elettrico intrinseco.
• La scoperta della ferroelettricità nel vermiculite bidimensionale
• Avanzamenti tecnologici e applicazioni future
Disperdendo il vermiculite 2D in acqua deionizzata, il team di ricerca ha preparato una dispersione di cristalli liquidi (LC) con entità ferroelettriche 2D. La responsività al campo elettrico, ovvero il coefficiente di Kerr, ha aumentato il valore record del coefficiente di Kerr di un ordine di grandezza.
Considerando che il LC di vermiculite 2D rappresenta una nuova classe di LC liotropici inorganici con materiali ferroelettrici 2D, gli approfondimenti fisici forniti in questo lavoro, come la relazione tra la responsività e l’anisotropia geometrica dei materiali LC, hanno universalità per altri potenziali LC simili.
Avanzamenti tecnologici e applicazioni future
Il progresso nella responsività al campo elettrico consente un campo elettrico operativo ultra-basso e la fabbricazione di dispositivi LC elettro-ottici con una separazione degli elettrodi a livello di pollici, che in precedenza non era praticabile. È stato fabbricato un prototipo di cartellone visualizzabile su larga scala ed energeticamente efficiente con pixel a scala di pollici per scene interattive all’aperto, dove lettere e cifre possono essere mostrate e controllate tramite software per smartphone o gesti umani.
“Dal punto di vista scientifico, forniamo una nuova strategia per progettare LC inorganici avanzati o sistemi simili a LC con una sensibile responsività al campo elettrico. La chiave è preparare una dispersione di materiali ferroelettrici 2D da materiali stratificati in blocco”, ha affermato il Prof. Bilu Liu. “Da un’altra prospettiva, le prove incoraggianti sulla ferroelettricità 2D nei minerali naturali stratificati offrono nuove opportunità per la produzione su larga scala e l’applicazione pratica dei materiali ferroelettrici di van der Waals”.
La ricerca ha ricevuto finanziamenti dalla National Natural Science Foundation of China, dal Department of Education of Guangdong Province, dal Shenzhen Municipal Science and Technology Innovation Council e dalla Tsinghua Shenzhen International Graduate School.
La scoperta della ferroelettricità nel vermiculite 2D e il conseguente aumento della responsività al campo elettrico dei LC potrebbero avere implicazioni significative nel campo dell’ottica. I dispositivi LC sono ampiamente utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui schermi di visualizzazione, sensori di luce e sistemi di imaging. Con una maggiore sensibilità al campo elettrico, questi dispositivi potrebbero diventare più efficienti e precisi, migliorando così la qualità delle immagini ottiche.
Inoltre, la capacità di produrre dispositivi LC su larga scala con una separazione degli elettrodi a livello di pollici potrebbe portare allo sviluppo di display e cartelloni pubblicitari più grandi e visibili, che potrebbero essere utilizzati per fornire informazioni in tempo reale in ambienti esterni.
La ricerca sul vermiculite 2D e le sue applicazioni nel campo dei LC rappresenta un passo avanti significativo nella scienza dei materiali e potrebbe avere un impatto duraturo sulle tecnologie meteo e ottiche del futuro.