磁性液晶催生新式显示器应用

美国加州大学河滨分校(UCR)的科学家们打造出一种新式的磁性液晶，具有可经由外部磁场进行即时与可逆控制的光学特性，从而为未来的新式显示器应用铺路。
这种液晶为仰赖磁操控即时且非接触特质的应用开启了各种可能性，例如招牌、海报、书写板以及电子看板。
在现代电子显示器中所使用的市售液晶，一般都由柱状或板状分子组成。当施加电场时，分子旋转并沿着电场方向对齐，从而实现快速的透射光调谐。
主导这项研究计划的UCR教授殷亚东(Yadong Yin)表示，这种新式液晶基本上是液体分散状的──一种磁奈米柱的简单水分散体。研究人员们以磁奈米柱取代商用的非磁性柱状分子。
这些磁奈米柱由于具有可快速因应外部磁场的优点，因而能以类似于商用柱状分子的方式作业。奈米柱在施加磁场时开始旋转，并重新排列成平行磁场的方向，并影响偏光的透射率。

殷亚东及其他研究人员们在实验室开发出的磁驱动液晶具有几种新的特点。首先，可透过外部磁场在远端作业，而不必使用电极 (商用液晶所用的电气切换方式则需要昂贵的透明电极)。其次，奈米柱比商用液晶中的分子更大得多，因此，可利用固定分散矩阵的方式轻松地固定其方向。
再者，磁奈米柱可用于生产薄膜液晶，并以结合磁校准与微影制程的方式完全或选定部份区域来固定方向，从而建立不同的偏光图形，以及控制所选区域的偏光透射率。
这种薄膜在一般光线下无法法显示视觉资讯，但在偏光下则可显示高对比度，使其可作为防伪应用的理想选择，殷亚东表示，这以商用液晶是不可能实现的。此外，这种磁性液晶的材料是由氧化铁和氧化矽制造的，也比基于有机分子的商用液晶更便宜也更环保。
这种新式液晶还可应用在光学调变器──用于控制光的振幅、相位、偏振与传导方向的光通讯元件。
这项新发现来自于殷亚东实验室首创以磁奈米柱取代商用系统中的柱状分子，以产生可经由磁性控制的液晶。因为就在进行文献检阅后，研究团队们瞭解到生产可用磁性液晶的挑战就在于生成磁奈米柱。
殷亚东说，在此以前的研究一直局限于使用一些只具有有限磁反应的材料。而殷亚东与研究人员门利用在胶体奈米结构合成方面的专业知识，生产出可形成液晶且对于磁场展现强烈反应的磁奈米柱──甚至是冰箱上的磁铁都能操控这些液晶呢!