Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTEC) ha desarrollado un novedoso dispositivo fotónico elástico que puede controlar las longitudes de onda de la luz en todas las direcciones, marcando todo un hito en la tecnología de color estructural y abre nuevas vías para aplicaciones industriales avanzadas.
El color estructural se produce a través de la interacción de la luz con nanoestructuras microscópicas, que crean tonos vibrantes sin depender de los métodos convencionales de mezcla de colores. A diferencia de las técnicas tradicionales que utilizan tintes o materiales luminiscentes para mezclar los tres colores primarios (rojo, verde y azul), la tecnología de color estructural aprovecha las longitudes de onda inherentes de la luz, ofreciendo así displays más vívidos y una paleta de colores más diversa. Esta tecnología promete ser un avance considerable en las industrias de nano-óptica y fotónica.
Hasta ahora, la investigación en el ajuste de color se ha limitado principalmente a la sintonización unidireccional de color, con cambios típicos del rojo al azul. Invertir este cambio ha sido un desafío significativo debido a las limitaciones de las tecnologías actuales que solo permiten ajustes hacia longitudes de onda más cortas. Esta restricción ha dificultado la representación de colores en la dirección de longitud de onda libre ideal. Así, surge la necesidad de un nuevo dispositivo óptico capaz de ajustar bidireccional y omnidireccionalmente las longitudes de onda.
El equipo de POSTEC, dirigido por el profesor Choi, ha superado estos obstáculos mediante la integración de elastómeros de cristal líquido quirales (CLCE) con actuadores elastómeros dieléctricos (DEA). Los CLCE son materiales flexibles que pueden cambiar de color estructural, mientras que los DEA inducen deformaciones flexibles de los dieléctricos en respuesta a estímulos eléctricos. El diseño optimizado del actuador permite tanto la expansión como la contracción, lo que se combina con CLCE para desarrollar un dispositivo estirable altamente adaptable que puede ajustar la posición de la longitud de onda a lo largo del espectro visible, desde longitudes más cortas a más largas y viceversa.
En experimentos, el dispositivo fotónico basado en CLCE demostró controlar colores estructurales en un amplio rango de longitudes de onda visibles, de azul en 450 nm a rojo en 650 nm, utilizando estímulos eléctricos. Esto representa un avance significativo sobre las tecnologías anteriores, que estaban limitadas a la sintonización unidireccional de longitud de onda.
Según el profesor Choi, esta tecnología tiene aplicaciones potenciales en displays, sensores ópticos, camuflaje óptico, encriptación analógica óptica directa, sensores biomiméticos y dispositivos vestibles inteligentes, entre otras. El equipo aspira a expandir el alcance de sus aplicaciones a través de investigaciones continuas, apuntando hacia un futuro donde el control de la luz y el color pueda ser tan flexible y adaptable como los dispositivos que lo utilizan.
El estudio fue apoyado por el Centro de Financiación e Incubación de Investigación de Samsung de Samsung Electronics y el Programa de Innovación Tecnológica (Pantalla de Información Variable Inteligente Flexible) del Instituto de Planificación y Evaluación de Tecnología Industrial de Corea.
Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:
https://www.nature.com/articles/s41377-024-01470-w
Imagen de portada: ‘Omnidirectional color wavelength tuning of stretchable chiral liquid crystal elastomers’. 2024.
