南乌拉尔国立大学的科学家发表了一项研究结果，该研究将影响现代科学和技术的许多领域。研究人员能够测量由几种材料组成（液晶盒）复杂结构中液晶层的离子电导率。这意味着现在专家将能够诊断结构化材料，物体和设备的状态，包括具有离子导电性的材料。这些包括例如液晶显示器，生物和复合材料。它们不仅用于制造现代电子产品，而且还用于医药，航空和航天工业。在 «液晶» （Q2）杂志上发表了一篇有关液晶异质结构中电导率研究的文章，并被索引到Scopus中。
受控显示
液晶显示器是现代社会不可或缺的一部分：它们被用作计算机和笔记本电脑，平板电脑，智能手机，电视，数码相机，导航系统的显示器。 尽管积极使用液晶，但科学家仍在不断改进其参数。例如，解决液晶屏幕显示过程中出现的传输故障。
南乌拉尔国立大学在物理科学和数学科学的副博士，自然科学与精确科学学院物理系副教授 费多∙波德戈尔诺夫 领导的研究团队正在解决这个问题。科学家们提出了一种方法，可以让您实时诊断液晶显示器，从而预测显示器可能出现的显示故障。
液晶显示器的操作问题通常与液晶的离子电导率的变化有关。电导率会影响所传输图像的质量，并可能导致控制电子设备出现故障。液晶层中出现杂质（即污染）离子的原因很多：ЖК-分子会在电场，光辐射，辐射的影响下分解。通过跟踪电导率的变化可以避免这种情况。这是材料的关键特征，可让您判断其性能，它们中发生的物理过程甚至决定范围。如果载流子是离子，则很难在复杂的系统（例如LCD显示器）中测量电导率。异质结构（即由几种材料组成的对象）的情况使情况更加复杂。这些是液晶显示器。南乌拉尔国立大学的科学家研究解决了这个问题。
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“在电荷载体为离子的情况下，很难测量材料的电导率。事实离子不能在导线中移动，因此，为了进行测量，必须选择电极，以使电极中发生电化学反应，也就是说，在被测物质和金属之间的界面处，离子接收或释放电子。如果材料包含几种类型的离子，则测量出的电导率是有问题的。当涉及异质结构时，情况甚至更加复杂。这些物体由各种材料组成，因此，使用正常的方法，根本无法测量它们的电导率。为了解决这个问题，我们考虑了不使用传导电流，而是使用偏置电流的方法。这种方法更行得通。” - 费多∙波德戈尔诺夫 说道。
全面检查
为了验证所提出的方法，我们研究了纳米颗粒对液晶盒中液晶层电导率的影响。引入吸附杂质离子的纳米粒子后，出现了变化。这也导致液晶层的电阻增加和液晶的电光切换时间减少。
由于借助这些测量可以诊断LCD显示器，因此将有助于在医学，航空，航天领域的工作-在这些领域中显示器的故障会导致不可逆转的后果。
而且，这项工作的结果可以在有机电子学，生物学中得到证实。但是研究人员说，现在谈论它们的实际应用还为时过早。有必要进行详细的研究，其中将考虑其他物理效应对可用结果准确性的影响。
“目前，正在进行详细研究以考虑其他物理效应的影响。特别是放宽双电层形成电荷空间。未来的研究也将集中。关于测量非线性离子电导率的可能性及其产生机理的研究。”-费多∙波德戈尔诺夫 补充道。
南乌拉尔国立大学自然科学与精确科学学院物理光学信息学系的一名博士生 马克西姆·加夫里里亚克 参与了该项研究。在研究液晶的直流电导率时，物理系博士生-来自伊拉克的 艾哈迈德·卡拉维 参与了该项研究。
材料科学领域的研究是南乌拉尔国立大学与数字生态产业一起发展科学和教育活动的三个战略方向之一。
南乌拉尔国立大学是5-100计划的参与者，该项目旨在提高俄罗斯大学在世界领先的研究和教育中心中的竞争力。