Chế tạo lớp màng hoạt động như đèn giao thông

Lớp màng này là một mẩu plastic cứng được làm gợn bằng những lỗ cực nhỏ có chứa đầy các tinh thể lỏng và một chất màu nhuộm. Khi ánh đèn tím chiếu sáng bề mặt của lớp màng, các phân tử màu nhuộm sẽ duỗi thẳng và các tinh thể lỏng sắp xếp thành các đường thẳng, cho phép khí dễ dàng bay xuyên qua các lỗ. Nhưng khi ánh sáng tử ngoại chiếu sáng bề mặt, các phân tử màu nhuộm sẽ uốn cong như hình quả chuối và các tinh thể lỏng sẽ phân tán theo các hướng ngẫu nhiên, làm tắc nghẽn đường hầm và ngăn không cho chất khí bay xuyên qua.

Nhóm nghiên cứu cho biết, điều khiển độ thẩm thấu của một lớp màng bằng ánh sáng sẽ lý tưởng hơn nhiều so với điều khiển bằng nhiệt độ hoặc điện, hai phương pháp đã được sử dụng một cách ổn định, với nhiều lý do. Đối với các bộ khởi động, ánh sáng có thể vận hành chúng từ xa. Thay vì gắn các đường điện vào lớp màng, một chiếc bóng đèn hoặc một bóng lade có thể được hướng về phía lớp màng từ khoảng cách xa để điều khiển. Việc này có thể cho phép các kỹ sư tạo ra các bộ cài đặt đơn giản và nhỏ hơn. Một lợi thế nữa là màu của ánh sáng chiếu vào lớp màng có thể được thay đổi chính xác và hầu như ngay tức thì. Các phương pháp khác, ví dụ như làm nóng hoặc làm lạnh, sẽ mất một khoảng thời gian dài tương đối và việc làm nóng hoặc làm lạnh lại lớp màng có thể làm tổn hại tới lớp màng.

Cũng như vậy, ánh sáng không có nguy cơ kích thích chất khí, đây sẽ là một lợi ích thiết yếu khi sử dụng cho khí hydro cácbon hoặc các chất khí dễ cháy khác. Cuối cùng, lượng năng lượng ánh sáng cần để tắt/bật lớp màng rất nhỏ.

Chế tạo một lớp màng như vậy là một quy trình đa bước. Đầu tiên, các nhà khoa học sẽ bắn phá một chip plastic cứng hình tròn bằng một chùm neutron để tạo ra các lỗ rỗng cực nhỏ có đường kính bằng 1/100 milimet. Sau đó, con chip này sẽ được nhúng vào một dung dịch tinh thể lỏng và thuốc nhuộm, hỗn hợp này sẽ làm đầy các lỗ này thông qua hoạt động mao dẫn. Thành phẩm sau đó được quay trong một máy li tâm để loại bỏ các tinh thể lỏng thừa khỏi bề mặt.

Lớp màng này cũng có thể hữu ích trong việc phân tán thuốc theo kiểm soát và trong các nhiệm vụ  chế biến công nghiệp đòi hỏi khả năng bật/tắt khí gas cũng như trong các ứng dụng nghiên cứu.