Material Baru Layar Kristal Cair (LCD) Hemat Energi

Layar kristal cair (LCD) yang saat ini digunakan pada laptop dan layar televisi memungkinkan materi untuk berinteraksi dengan cahaya yang baru, cara praktis yang lebih hemat energi.

Pengendalian Material Baru Kristal Cair

Kusner seorang ahli dalam analisis masalah variational dimensi geometri dan topologi, yang menyangkut sifat deformasi berkelanjutan seperti peregangan dan melengkung. Karyanya lebih dari 3 dekade telah difokuskan pada geometri dan topologi yang digunakan pada permukaan dan ruang lainnya yang muncul di alam seperti sabun, film, dan bentuk tetesan cairan.

Geometri dan topologi dari bahan mikro yang dianalisis oleh matematikawan Robert Kusner dari University of Massachusetts Amherst dibantu fisikawan eksperimental University of Colorado (UC), berhasil mengungkapkan pola yang indah dan kompleks dalam percobaan tiga dimensi pada kristal cair.

Penelitian ini diharapkan dapat mengarah pada penciptaan material baru kristal cair yang dapat dikendalikan secara aktif.

Kusner setuju dengan fisikawan dan penulis Ivan Smalyukh dari UC Boulder bahwa kolaborasi mereka merupakan hal yang pertama untuk menunjukkan dalam percobaan, beberapa teorema topologi paling mendasar dalam bahan nyata. Penemuan ini dipublikasikan pada Jurnal Nature 'Topological colloids' edisi Desember 2012.
Kristal Cair

Cahaya terpolarisasi berinteraksi dengan partikel yang disuntikkan pada media kristal cair. / Credit: Colorado University

Aspek penting dari penelitian ini, yaitu eksperimental tim Colorado yang membuat topologi kompleks bahan mikro memungkinkan percobaan terkontrol pada tiga dimensi kristal cair. Mereka menganalisis geometri dan topologi dari eksperimen ini, untuk menjelaskan pola-pola yang diamati dan memprediksi pola apa saja yang harus dilihat ketika kondisi eksperimental berubah.

Dalam percobaan mereka, para fisikawan di UC Boulder menunjukkan bahwa partikel kecil topologi disuntikkan ke dalam media kristal cair dengan cara yang konsisten, teorema digunakan pada geometri dan topologi. Para peneliti mengatakan bahwa mereka telah mengidentifikasi materi sehingga pendekatan untuk bahan baru menggunakan topologi.

Percobaan dengan koloid menciptakan solusi di mana partikel-partikel kecil yang tersebar tapi tidak dilarutkan dalam media utama, seperti susu, cat, dan krim cukur.

Studi ini menunjukkan bahwa interaksi antara partikel dan keselarasan molekul dalam kristal cair mengikuti prediksi theorema topologi, sehingga memungkinkan untuk menggunakan teorema dalam merancang material komposit baru dengan sifat yang unik yang tidak dapat ditemui di alam atau disintesis oleh kimiawan.

Temuan ini meletakkan dasar untuk aplikasi baru dalam studi eksperimental rendah pada dimensi topologi, dengan konsekuensi potensial yang penting pada sebagian besar cabang ilmu pengetahuan dan teknologi.

Sebagai contoh, koloid kristal cair topologi dapat digunakan untuk meng-upgrade layar kristal cair (LCD) yang saat ini digunakan pada laptop dan layar televisi, memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan cahaya yang baru, cara praktis yang lebih hemat energi.