Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UNIST, впервые раскрыла новый принцип движения в микромире: объекты могут направленно перемещаться, просто периодически меняя свои размеры — в веществе, известном как жидкий кристалл.

Это открытие, возглавляемое профессором Джонву Чоном и его исследовательской группой на кафедре физики UNIST, может иметь далеко идущие последствия для различных областей исследований, включая потенциальную разработку миниатюрных роботов в будущем.

В ходе исследования команда заметила, что пузырьки воздуха в жидком кристалле могут двигаться в одном направлении, периодически изменяя свои размеры, в отличие от симметричного роста или сокращения, обычно наблюдаемого у пузырьков воздуха в других средах. Введя в жидкий кристалл пузырьки воздуха, сравнимые по размеру с человеческим волосом, и манипулируя давлением, исследователи смогли продемонстрировать это необычное явление.

Ключ к этому явлению лежит в создании фазовых дефектов в структуре жидкого кристалла рядом с пузырьками воздуха. Эти дефекты нарушают симметричную природу пузырьков, позволяя им испытывать однонаправленную силу, несмотря на их симметричную форму. Когда пузырьки воздуха изменяются в размерах, толкают и тянут окружающий жидкий кристалл, они движутся в одном направлении, бросая вызов обычным законам физики.

Сунг-Джо Ким, первый автор исследования, отметил: «Это новаторское наблюдение демонстрирует способность симметричных объектов проявлять направленное движение посредством симметричных движений — явление, ранее не наблюдавшееся». Он также подчеркнул потенциальную применимость этого принципа к широкому спектру сложных жидкостей, помимо жидких кристаллов.

Профессор Чон прокомментировал: «Этот интригующий результат подчеркивает значение нарушения симметрии во времени и пространстве в движении на микроскопическом уровне. Более того, он открывает перспективы для развития исследований в области создания микроскопических роботов».

Результаты исследования были опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Communications.

13.03.2024