Inversión de la banda de reflexión de cristales líquidos colestéricos en presencia de campos eléctricos y Colorantes láseres añadidos

Abstract

En la actualidad, podemos encontrar cristales líquidos por muchas partes, en dispositivos electrónicos de uso diario como celulares, pantallas y relojes. Hasta ahora, los cristales líquidos siguen siendo una rama de gran interés para investigaciones, ya que se ve mucho potencial al provecho que se le puede sacar a estos materiales que consumen una pequeña cantidad de energía al cambiar su estado, por influencias con campos eléctricos, temperatura y otros. Todo esto, pudiéndose utilizar para mejoras en las áreas en las que ya se utilizan estos materiales, como lo son la medicina y la tecnología. Los cristales líquidos son sustancias que comparten características de los líquidos y los sólidos. Desde pequeños se nos ha enseñado que los estados o formas de la materia se dividen en gases, líquidos y sólidos. En la actualidad, sabemos que existen estados intermedios o “mesofases” en las que se encuentran estos cristales líquidos. El primero en observar un cristal líquido fue el botánico Austriaco Friedrich Reinitzer en 1888, observando una sustancia sólida derivada del colesterol que, al calentarlo hasta su punto de fusión, formaba un líquido turbio. Y al seguirlo calentando la turbidez persistía hasta llegar a cierta temperatura, luego el material se volvía transparente. Un año después, en 1889, el físico Alemán Otto Lehnmann llama a estas sustancias que presentaban el mismo comportamiento “Cristales Líquidos”, nombre con el que se les sigue conociendo en la actualidad. En pocas palabras, se presenta un nuevo estado de la materia. En 1964 George Heilmeier descubre que estas sustancias permitían o impedían el paso de luz al encender o apagar un campo eléctrico. Los cristales líquidos están compuestos de moléculas que al igual que en un líquido, viajan libremente y de forma un tanto desordenada, ya que tienen la propiedad de los sólidos cristalinos en los cuales las moléculas tienen orientación y además, en los cristales líquidos al aplicar un campo eléctrico sus moléculas pueden ser reorientadas en cierta dirección dependiendo de la dirección en que se les aplique el campo. El primer uso que se le dió a estos cristales, fue para las pantallas de las primeras calculadoras de bolsillo que sacó la industria, para después utilizarse en las primeras pantallas planas de LCD. De igual forma las mismas propiedades que hacen a un cristal líquido útil en las pantallas LCD, los hace potencialmente útiles como componentes para biosensores. Un biosensor se define como un dispositivo que mide parámetros biológicos como, por ejemplo, la presencia de analitos. Los analitos típicos de sensores son la glucosa o la insulina, que son principalmente utilizados para el control de la diabetes. Los cristales líquidos se utilizan en los biosensores siendo depositados sobre sustratos químicos, ya que ópticamente los cristales líquidos son capaces de detectar la presencia de cantidades microscópicas de ciertas moléculas biológicas unidas a las superficies. Los cristales líquidos son utilizados en pantallas por su propiedad de birrefringencia. Luz con diferente polarización experimenta diferentes índices de refracción al pasar por la muestra de cristal líquido, dependiendo del alineamiento de las moléculas en relación con la dirección de la luz. En este trabajo de investigación se analizará si la banda de reflexión selectiva del cristal líquido colestérico es reversible ante la aplicación a la muestra de dos distintos colorantes láseres: DCM y Rodamina 6G, por separado, y en presencia de campo eléctrico con el propósito de que sea un grabador óptico, siendo esto posible si, al quitar el campo eléctrico, se recupera la información óptica con la que se contaba. Esto sería, recuperando la banda de transmisión original sin campo eléctrico aplicado, o recuperando de igual forma alguna otra banda de transmisión para cierto voltaje específico.