Ett forskarlag i Korea har utvecklat ett material som potentiellt kan ersätta färgskiftande bläck för att förhindra förfalskning av sedlar, ID-kort och så vidare. Ett team under ledning av Dr. Sang-seok Lee från Functional Composite Material Research Center vid Korea Institute of Science and Technology (KIST) meddelade att de framgångsrikt har utvecklat en teknologi för att tillverka flytande kristaller som består av flera lager med en tjocklek som är jämförbar med den hos ett hårstrå som använder hydrofila och hydrofoba egenskaper. Studien leddes av Kim Shin-Hyun, professor i kemisk och biomolekylär teknik vid Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).

När en speciell tillsats som kallas ett kiralt dopmedel blandas med det flytande kristallmaterial som vanligtvis används i displayenheter, de flytande kristallmolekylerna roterar spontant för att bilda en spiralstruktur. Detta kallas "kolesterisk flytande kristall, " ett fotoniskt kristallmaterial som kan uppvisa färg utan tillsats av pigment via en periodisk nanostruktur som selektivt reflekterar ljus av vissa våglängder. Ljuset har en cirkulär polarisationsegenskap, roterar bara i en riktning, genom vilken det är möjligt att få färger att synas och försvinna genom att ändra vissa polarisationsförhållanden.

Om denna flytande kristallstruktur upprepas, det är möjligt att göra ett material som kan uppvisa två eller flera egenskaper samtidigt. Flytande kristaller med olika optiska egenskaper kan användas som material för att förhindra förfalskning. Dock, att göra ett material som består av flera lager, det finns ett behov av att bygga varje lager ovanpå det tidigare på ett upprepat sätt med hjälp av en noggrant designad anordning. Forskarna utvecklade tekniken för denna komplexa process.

KIST-KAISTs forskargrupp lade till ett hjälplösningsmedel som löstes i både olja och vatten som ett sätt att blanda organisk alkohol, ett hydrofilt fuktgivande medel och det hydrofoba flytande kristallmaterialet för att alla tre ämnen ska blandas jämnt. Sedan, blandningen emulgerades i vatten för att bilda mikroemulsionsdroppar. Utbyten inträffade mellan hjälplösningsmedlet, fuktgivande medel och vattenmolekyler genom emulsionsdropparnas ytor, vilket resulterade i en separation av de hydrofoba och hydrofila skikten.

Beroende på det initiala blandningsförhållandet av ämnena, de separerade i flera lager från ett till fem, och dessa lager kunde kontrolleras fritt. Också, med fasseparationen som sker kontinuerligt inom varje emulsionsdroppe, koncentrationen av det kirala dopmedlet inuti de flytande kristallerna förändrades, vilket resulterar i flera strukturella färger. Detta är en ny teknik för att tillverka flytande kristaller av flera lager genom en enkel process för att emulgera blandningen.

Dr Lee från KIST sa, "Vad vi har utvecklat är en enkel metod för att skapa flerskiktiga flytande kristaller och vi förväntar oss att den kommer att fungera som grunden för att lägga till unika optiska egenskaper till material, " och tillagt, "Baserat på denna nya teknik, vi planerar att utveckla olika funktionella partiklar för att utveckla kompositmaterial."