Des écoles de «poissons» moléculaires pourraient améliorer les écrans d'affichage – Newstrotteur

Plongez dans ce qui peut être le plus petit récif corallien du monde. Des scientifiques de l'Université du Colorado à Boulder utilisent un type de matériau appelé cristaux liquides pour créer des bancs de "poissons" incroyablement petits et tourbillonnants, selon une étude publiée récemment dans la revue Nature Communications.

Les poissons dans ce cas ne sont pas réellement des animaux aquatiques. Hayley Sohn, auteur principal de la nouvelle étude, explique que ce sont de minuscules perturbations dans l’orientation des molécules qui composent les solutions de cristaux liquides.

Mais au microscope, ces déformations moléculaires – dont 10 pourraient occuper toute la largeur d’un cheveu humain – ont certainement l’air vivant. Ces pseudo-particules peuvent s'agiter en groupe, changer de mouvement et même contourner les obstacles lorsqu'elles sont exposées à différents courants électriques.

"En réglant cette tension, je peux les amener à se déplacer dans différentes directions et à les transformer en un groupe agréable où ils sont tous collés ensemble. Ils peuvent se diversifier dans une chaîne puis se regrouper", a déclaré Sohn, un étudiant diplômé de le programme de science des matériaux et d’ingénierie à la CU Boulder. "C'est très amusant de jouer avec."

L’équipe espère que leurs minuscules récifs pourront un jour faire partie des nouveaux écrans de smartphones ou même des jeux vidéo.

Le co-auteur de l'étude, Ivan Smalyukh, professeur au Département de physique, a expliqué que les cristaux liquides constituaient un élément majeur des technologies d'affichage modernes, des tablettes informatiques aux téléviseurs haute définition.

"Notre travail est très compatible avec cette industrie de l'affichage, qui représente plusieurs milliards de dollars", a déclaré Smalyukh. "Cela pourrait ajouter au nouveau spectre de façons dont les humains et les ordinateurs se connectent".

La découverte de son groupe a toutefois eu lieu presque par accident.

Sohn avait expérimenté de nouvelles façons de créer de grands groupes de ces déformations au sein de solutions à cristaux liquides, un phénomène que les physiciens appellent "solitons".

Les solutions de cristaux liquides de l'équipe, a-t-elle dit, sont composées de quintillions de molécules en forme de bâtonnets – pensez-les comme les foules du Folsom Field de CU Boulder, qu'elle peut voir depuis la fenêtre de son bureau. Normalement, les fans de football ne se font pas de gêne, mais si vous préparez une solution de cristaux liquides de manière précise, ils vont commencer à se serrer les coudes.

"Nous pouvons créer des conditions qui rendent les cristaux liquides frustrés", a déclaré Smalyukh.

Pour compenser cette frustration, de petites poches vont se former dans la solution de cristaux liquides dans laquelle les molécules à l'intérieur se plient et se tordent de manière inhabituelle. Ces solitons ne bougent pas réellement dans le sens traditionnel. Au lieu de cela, leur structure déformée passe à travers la solution, un peu comme un autre événement courant dans les arènes sportives.

"C'est comme si vous étiez au stade et que la foule faisait la vague", a déclaré Sohn. "La vague ne bouge que parce que les gens changent la façon dont ils pointent les bras."

Un jour au laboratoire, Sohn prépara une lame de microscope avec un groupe de plusieurs solitons, puis prit une pause. À son retour, ses créations ne sont plus à l'écran.

"J'ai pensé: 'Oh, non. Je dois refaire cette expérience,'" dit Sohn. "Ensuite, j'ai regardé la lecture de la vidéo et j'ai vu ce comportement scolaire. J'étais stupéfait. Ce n'était pas un échec."

Et, ajoute Sohn, les solitons ne bougent pas comme des objets inanimés. Elle a expliqué que, dans les bonnes conditions, ces poissons moléculaires peuvent interagir les uns avec les autres. Cela signifie qu'ils peuvent se cogner et influencer leurs trajectoires, créant des modèles presque impossibles à prévoir à l'avance – d'où la comparaison avec des milliers de poissons reliant leurs mouvements.

C'est un domaine de recherche qui, dit Sohn, correspond à ses propres passe-temps.

"Pour moi, l'un des points forts de cette recherche est que je peux m'inspirer de la nature et créer des liens avec elle, comme les bancs de poissons que j'ai vus sous-marine", a-t-elle déclaré. "La prochaine fois que je vais plonger, j'appellerai ça de la recherche."

Smalyukh, en particulier, est enthousiasmé par le caractère imprévisible des écoles de solitons. Il a expliqué qu'un tel comportement pourrait conduire à différents types de technologie d'affichage interactif, une technologie dans laquelle les images que vous voyez sur un écran ne sont pas nécessairement préprogrammées, mais apparaissent et changent en fonction des mouvements émergents des écoles de solitons.

"Imaginez un nouveau type de jeu informatique dans lequel vous ne pouvez pas prédire ce qui se passera après avoir appuyé sur l'écran", a déclaré Smalyukh. "Il ne serait pas programmé mais façonné par des phénomènes émergents."

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