Estudio de modo de galería de susurros de transición de fase y cambio de forma en gotas de cristal líquido

Área de la Ciencia:

• Física
• Ciencia de materiales
• Química

Sus antecedentes:

• Las gotas de cristal líquido (LC) en fluidos inmiscibles presentan estructuras interfaciales únicas.
• La comprensión de estas interfaces es crucial para el desarrollo de materiales y dispositivos avanzados.
• La espectroscopia óptica ofrece potencial para el análisis interfacial de alta resolución.

Objetivo del estudio:

• Demostrar la espectroscopia de láser de modo de galería de susurros (WGM) como una herramienta de alta resolución para estudiar las interfaces de gotas de LC.
• Investigar fenómenos interfaciales y efectos de temperatura en gotas de LC.
• Correlacionar observaciones experimentales con modelos teóricos.

Principales métodos:

• Utilización de la espectroscopia de láser WGM en gotas de LC nemático de 10-30 µm de diámetro marcadas con un colorante fluorescente, inmersas en agua.
• Análisis de la sensibilidad de las frecuencias propias de WGM al perfil del índice de refracción en la región interfacial.
• Empleo de análisis de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD) para modelar WGMs en gotas nemáticas.

Principales resultados:

• La espectroscopia WGM reveló la humectación de la capa interfacial de nanómetros de espesor en la transición isótropa-nemática.
• Se observó un desplazamiento al rojo y fuertes fluctuaciones en los espectros WGM por debajo de la transición, precediendo al alargamiento de la gota.
• Se demostró la precisión interferométrica en la detección de fenómenos interfaciales y cambios de temperatura.

Conclusiones:

• La espectroscopia de láser WGM es un método versátil y preciso para sondear las interfaces de gotas de LC.
• El estudio proporciona información sobre el comportamiento interfacial y las transiciones de fase en sistemas de LC.
• El modelado FDTD muestra un buen acuerdo cualitativo con los espectros WGM experimentales, validando el enfoque.