Пионерски нов принцип – корейски изследователи откриха революционен феномен в течните кристали

Изследователите са открили, че обектите могат да постигнат насочено движение в рамките на течен кристал чрез периодична промяна на размерите си, проправяйки пътя за напредък в микророботиците.

Изследователска група от Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST), ръководена от професор Junwoo Jeong от катедрата по физика, наскоро откри пионерски принцип на движение на микроскопично ниво. Техните открития разкриват, че обектите могат да постигнат насочено движение просто чрез периодична промяна на размерите си в течна кристална среда. Това иновативно откритие има голям потенциал за много области на изследване и може да доведе до разработването на миниатюрни роботи в бъдеще.

В своето изследване екипът забеляза, че въздушните мехурчета вътре в течния кристал могат да се движат в една посока, като периодично променят размерите си, за разлика от симетричния растеж или свиване, обикновено наблюдавани при въздушните мехурчета в други среди. Чрез въвеждане на въздушни мехурчета, подобни по размер на човешки косъм, в течния кристал и манипулиране на налягането, изследователите успяха да демонстрират този необичаен феномен.

Отляво: Sung-Joo Kim, професор Junwoo Jeong и професор Юджийн Ом. Кредит: Unest

Ключът към това явление се крие в създаването на фазови дефекти в течнокристалната структура до въздушните мехурчета. Тези дефекти нарушават симетричния характер на мехурчетата, позволявайки им да изпитват еднопосочна сила въпреки симетричната си форма. Тъй като въздушните мехурчета варират в обем, бутайки и дърпайки течния кристал около тях, те се изтласкват във фиксирана посока, противопоставяйки се на законите на конвенционалната физика.

„Това пионерско наблюдение демонстрира способността на симетричните обекти да показват насочено движение чрез симетрични движения, безпрецедентен феномен“, каза Сунг-Джу Ким, първият автор на изследването. Той също така подчерта потенциала този принцип да бъде приложен към широк спектър от сложни течности извън течните кристали.

Разпръснати пулсиращи мехурчета в NLC. Кредит: Unest

Професор Джеонг коментира: „Този ​​интересен резултат подчертава значението на нарушаването на симетрията във времето и пространството при движението на микроскопично ниво.

Справка: „Пулсиращи мехурчета плават симетрично в анизотропна течност чрез нематична динамика“ от Sung-Joo Kim, Zija Kuss, Eugene Ohm и Jun-Woo Jeong, 9 февруари 2024 г., Nature Communications.
doi: 10.1038/s41467-024-45597-1

Това изследване беше подкрепено от Националната изследователска фондация на Корея (NRF), Института за основни науки (IBS) и Словенската агенция за научни изследвания (ARRS).