A kutatók felfedezték, hogy az objektumok irányított mozgást tudnak elérni a folyadékkristályon belül, ha rendszeres időközönként változtatják méretüket, megnyitva ezzel az utat a mikrorobotika fejlődése előtt.
Az Ulsan Nemzeti Tudományos és Technológiai Intézet (UNIST) kutatócsoportja Junwoo Jeong professzor vezetésével, a Fizikai Tanszék munkatársa által a közelmúltban felfedezte a mikroszkopikus szintű mozgás úttörő elvét. Megállapításaik azt mutatják, hogy az objektumok irányított mozgást tudnak elérni pusztán úgy, hogy a folyadékkristályos közegben rendszeresen változtatják méretüket. Ez az innovatív felfedezés nagy lehetőségeket rejt magában a kutatás számos területén, és a jövőben miniatűr robotok kifejlesztéséhez vezethet.
Kutatásuk során a csapat megfigyelte, hogy a folyadékkristályok belsejében lévő légbuborékok méretük időszakos változtatásával egy irányba mozoghatnak, ellentétben a más közegekben lévő légbuborékokban jellemző szimmetrikus növekedéssel vagy zsugorodással. Az emberi hajhoz hasonló méretű légbuborékok folyadékkristályba juttatásával és a nyomás manipulálásával a kutatóknak sikerült kimutatniuk ezt a szokatlan jelenséget.
Balról: Sung-Joo Kim, Junwoo Jeong professzor és Eugene Ohm kutatóprofesszor. Kredit: Unist
Ennek a jelenségnek a kulcsa a folyadékkristály-szerkezeten belüli fázishibák létrehozásában rejlik a légbuborékok mellett. Ezek a hibák megzavarják a buborékok szimmetrikus természetét, lehetővé téve, hogy szimmetrikus alakjuk ellenére egyirányú erőt tapasztaljanak. Amint a légbuborékok térfogata ingadozva tolja és húzza az őket körülvevő folyadékkristályt, rögzített irányba tolják őket, szembeszegülve a hagyományos fizika törvényeivel.
„Ez az úttörő megfigyelés bizonyítja, hogy a szimmetrikus tárgyak képesek irányított mozgást mutatni szimmetrikus mozgások révén, ami példátlan jelenség” – mondta Sung-Joo Kim, a tanulmány első szerzője. Rávilágított arra is, hogy ez az elv a folyadékkristályokon kívüli összetett folyadékok széles körében is alkalmazható.
Szórt pulzáló buborékok az NLC-ben. Kredit: Unist
Jeong professzor megjegyezte: „Ez az érdekes eredmény rávilágít az idő és tér szimmetriájának megtörésére a mikroszkopikus szintű mozgásban, és jót tesz a mikroszkopikus robotok fejlesztésével kapcsolatos kutatások előmozdításának.
Hivatkozás: „A pulzáló buborékok szimmetrikusan lebegnek egy anizotróp folyadékban nematikus dinamika hatására”, Sung-Joo Kim, Zija Kuss, Eugene Ohm és Jun-Woo Jeong, 2024. február 9. Nature Communications.
doi: 10.1038/s41467-024-45597-1
A kutatást a Koreai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF), az Institute of Basic Sciences (IBS) és a Szlovén Kutatási Ügynökség (ARRS) támogatta.
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem