Исследовательская группа из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) под руководством профессора Джуну Чонга с факультета физики недавно открыла новаторский принцип движения на микроскопическом уровне. Их результаты показывают, что объекты могут достигать направленного движения, просто периодически меняя свои размеры в жидкокристаллической среде. Это инновационное открытие имеет большой потенциал для многих областей исследований и может привести к разработке миниатюрных роботов в будущем.
В своем исследовании команда заметила, что пузырьки воздуха внутри жидкого кристалла могут двигаться в одном направлении, периодически меняя свои размеры, в отличие от симметричного роста или сжатия, обычно наблюдаемого у пузырьков воздуха в других средах. Вводя в жидкий кристалл пузырьки воздуха размером с человеческий волос и манипулируя давлением, исследователи смогли продемонстрировать это необычное явление.
Ключ к этому явлению лежит в создании фазовых дефектов внутри структуры жидкого кристалла рядом с пузырьками воздуха. Эти дефекты нарушают симметричную природу пузырьков, позволяя им испытывать однонаправленную силу, несмотря на их симметричную форму. Поскольку пузырьки воздуха колеблются в объеме, толкая и притягивая окружающие их жидкие кристаллы, они толкаются в фиксированном направлении, игнорируя законы традиционной физики.
«Это новаторское наблюдение демонстрирует способность симметричных объектов демонстрировать направленное движение посредством симметричных движений — беспрецедентное явление», — сказал Сунг-Джу Ким, первый автор исследования. Он также подчеркнул возможность применения этого принципа к широкому спектру сложных жидкостей, помимо жидких кристаллов.
Профессор Чон прокомментировал: «Этот интересный результат подчеркивает важность нарушения симметрии во времени и пространстве при передвижении на микроскопическом уровне. Более того, он служит хорошим предзнаменованием для продвижения исследований в области разработки микроскопических роботов».
Ссылка: «Пульсирующие пузырьки плавают симметрично в анизотропной жидкости за счет нематической динамики», авторы Сунг-Джу Ким, Зиджа Кусс, Юджин Ом и Джун-Ву Чжон, 9 февраля 2024 г., Природные коммуникации.
дои: 10.1038/s41467-024-45597-1
Это исследование было поддержано Национальным исследовательским фондом Кореи (NRF), Институтом фундаментальных наук (IBS) и Словенским исследовательским агентством (ARRS).
«Интроверт. Мыслитель. Решатель проблем. Злой специалист по пиву. Склонен к приступам апатии. Эксперт по социальным сетям».
More Stories
Некоторые спутники НАСА скоро перестанут отправлять данные на Землю
Космический корабль Boeing Starliner может наконец совершить свой первый пилотируемый полет на следующей неделе
Астрономы разгадали тайну драматического взрыва FU Ориона в 1936 году