Amerikanische Wissenschaftler haben einen neuartigen Flüssigkristall hergestellt, dessen Moleküle sich nicht nur in einer Dimension aneinander ausrichten können, sondern sogar in zwei. Die Moleküle des Kristalls ähneln der Gestalt eines Boomerangs, und können mit Hilfe eines elektrischen Feldes sowohl vertikal als auch horizontal parallel zu einander angeordnet werden. Darüber berichten die Forscher in den Physical Review Letters (Band 92 Artikel 145505 und 145506).
Gewöhnliche Flüssigkristalle, wie sie etwa in Flachbildschirmen eingesetzt werden, besitzen unter bestimmten Bedingungen eine so genannte nematische Phase. In diesem Zustand richten sich benachbarte Moleküle in einer Dimension aneinander aus ? in den beiden zu dieser Raumrichtung senkrechten Dimensionen besteht jedoch keine Ordnung.
Eine Forschergruppe um Ed Samulski von der Universität von North Carolina in Chapel Hill hat nun mit Hilfe von Röntgenstrahluntersuchungen herausgefunden, dass ein neuartiger, von ihnen hergestellter Flüssigkristall Ordnung in zwei Raumdimensionen aufweist. Diese so genannte biaxiale nematische Phase wurde bereits vor gut drei Jahrzehnten von Theoretikern vorhergesagt, allerdings bis heute niemals in Flüssigkristallen aus kleinen Molekülen beobachtet.
Samulskis Ergebnisse wurden in einer parallel an der Universität von Kent in Ohio durchgeführten Studie bestätigt. Um zu untersuchen, ob der Kristall wirklich eine zweidimensionale Ordnungsstruktur aufwies, beschossen die Wissenschaftler um Satyendra Kumar es in einem starken Magnetfeld mit Radiowellen. Dadurch wurden die Kernspins der Moleküle energetisch angeregt und sendeten so ein charakteristisches Signal aus, das Aufschlüsse über die nähere Umgebung eines einzelnen Kerns zulässt. Dies ermöglichte es dem Team, die biaxiale Ausrichtung der Moleküle zu bestätigen.
Stefan Maier
