Обнаружено новое состояние материи

Ученые Колорадского университета в Боулдере обнаружили новую фазу вещества, о которой было известно теоретически больше ста лет, но которую до сих пор не получали экспериментально. Статья исследователей, в которой описаны свойства ферроэлектрической нематической фазы жидкого кристалла, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Специалисты изучили свойства искусственной органической молекулы RM734, созданную группой британских ученых несколько лет назад. Это вещество демонстрировало обычную нематическую фазу при высокой температуре, однако при низкой начало демонстрировать аномальные характеристики. Оказалось, что в новой фазе RM734 была в 100-1000 раз более чувствительной к электрическим полям, чем нематические жидкие кристаллы. Это указывало на то, что молекулы в составе жидкого кристалла склонны упорядочиваться одинаковым образом, чего ученые никогда не видели раньше.

Нематические жидкие кристаллы сочетают в себе свойства жидкости и твердых кристаллов. Из-за оптических свойств они широко используются для создания жидкокристаллических дисплеев. В нематической фазе молекулы в виде стержней могут свободно течь, однако при этом сохраняется их общая ориентация, и оси направлены параллельно друг другу. В традиционном нематическом кристалле одна половина молекул направлена в одну сторону, а другая в противоположную, при этом направление выбирается случайным образом.

В ферроэлектрической нематической фазе образуются участки или домены, где все кристаллы направлены в одну сторону. Существование жидких кристаллов с таким свойством предположили еще в 1910 году, однако до сих пор ученые находили только твердые ферроэлектрические кристаллы. В дальнейшем исследователи планируют выявить механизм, лежащий в основе свойств RM734.