Výskumníci zistili, že objekty môžu dosiahnuť riadený pohyb v tekutých kryštáloch periodickou zmenou ich tvaru, čo potenciálne pripravuje cestu pre pokrok v mikrorobotike.
Výskumná skupina v Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) vedená profesorom Jonwoo Jeongom z Katedry fyziky nedávno objavila bezprecedentnú teóriu pohybu v mikroskopickom meradle. Ich zistenia ukazujú, že objekty môžu dosiahnuť riadený pohyb periodickou zmenou svojho tvaru v prostredí tekutých kryštálov. Tento inovatívny objav má významný potenciál pre mnohé oblasti výskumu a v budúcnosti môže viesť k vývoju miniatúrnych robotov.
Vo svojom výskume tím pozoroval, že vzduchové bubliny v tekutých kryštáloch sa môžu pohybovať v smere periodickou zmenou svojho tvaru, ktorý sa líši od symetrického rastu alebo kontrakcie, ktoré sa zvyčajne vyskytujú vo vzduchových bublinách v iných médiách. Vložením vzduchovej bubliny o veľkosti ľudského vlasu do tekutého kryštálu a manipuláciou s tlakom sa výskumníkom podarilo preukázať tento mimoriadny jav.
Zľava sú Sung-jo Kim, profesor Junwoo Jeong a profesor výskumu Eugene Um. Kredit: UNIST
Kľúč k tomuto javu spočíva vo vytváraní fázových defektov v štruktúre tekutých kryštálov vedľa vzduchových bublín. Tieto defekty narúšajú symetrický charakter bublín, čo im umožňuje zažiť jednosmernú silu napriek ich symetrickému tvaru. Ako vzduchové bubliny kolíšu vo veľkosti, tlačia a ťahajú okolité tekuté kryštály, pohybujú sa konzistentným smerom, čím popierajú konvenčné fyzikálne zákony.
Sung-Jo Kim, prvý autor štúdie, poznamenal: „Toto bezprecedentné pozorovanie demonštruje schopnosť symetrických objektov vykazovať riadený pohyb prostredníctvom symetrických pohybov, jav, ktorý nikdy predtým nebol pozorovaný.“ Zdôraznili potenciálnu použiteľnosť tejto teórie na širokú škálu komplexných tekutín mimo tekutých kryštálov.
Pulzujúce bubliny sú rozptýlené v NLC. Kredit: UNIST
Profesor Jeong poznamenal: „Tento zaujímavý výsledok podčiarkuje dôležitosť narušenia symetrie v čase aj priestore pri riadení pohybu na mikroskopickej úrovni. Okrem toho sľubuje pokrok vo výskume vo vývoji mikrorobotov.
Odkaz: „Symetricky pulzujúce bubliny plávajú v anizotropných tekutinách pomocou nematodynamiky“ od Sung-jo Kim, Ziga Kos, Eugene Um a Junwoo Jeong, 9. februára 2024, komunikácia prírody,
DOI: 10.1038/s41467-024-45597-1
Tento výskum podporuje Kórejská národná výskumná nadácia (NRF), Inštitút základnej vedy (IBS) a Slovinská výskumná agentúra (ARRS).
