Descoberta de um novo princípio de movimento em cristais líquidos

Publicado por Cédric,
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Nature Communications
Outras Línguas: FR, EN, DE, ES
Uma equipe de pesquisadores, associada à Universidade Nacional de Ciências e Tecnologia de Ulsan (UNIST), acaba de fazer uma descoberta significativa no campo dos cristais líquidos. Liderada pelo Professor Jonwoo Jeong e sua equipe do Departamento de Física, eles revelaram recentemente um princípio de movimento inédito em escala microscópica. Essa descoberta promete aplicações variadas em diversos campos de pesquisa e pode abrir caminho para o futuro desenvolvimento de robôs miniatura.


Imagens de microscopia óptica mostram bolhas com configurações de cristais líquidos nemáticos (NLC), observadas sob luz polarizada. As bolhas contêm defeitos específicos, hiperbólico-ouriço (HH) e anel de Saturno (SR). Uma sequência ilustra uma bolha HH pulsante sob modulação de pressão, com observações estroboscópicas detalhando o movimento e as transformações das configurações.

Durante seus experimentos, os pesquisadores observaram um fenômeno notável: as bolhas de ar dentro do cristal líquido se movimentaram de maneira direcional, alterando periodicamente seu tamanho. Ao contrário das bolhas de ar em outros meios, que geralmente apresentam um crescimento ou uma contração simétricos, estas manifestaram um movimento unidirecional. Ao introduzir bolhas de ar do tamanho de um fio de cabelo humano no cristal líquido e ajustando a pressão, os pesquisadores conseguiram evidenciar essa observação surpreendente.

A chave deste fenômeno reside na formação de defeitos de fase próximos às bolhas de ar dentro da estrutura do cristal líquido. Esses defeitos perturbam a simetria das bolhas, permitindo que elas sofram uma força unidirecional apesar de sua forma simétrica. Assim, quando as bolhas de ar mudam de tamanho, elas exercem uma força sobre o cristal líquido circundante, impulsionando-as em uma direção coerente, em contradição com as leis físicas clássicas.

Sung-Jo Kim, primeiro autor do estudo, destacou a importância desta descoberta: "Este fenômeno revolucionário demonstra que objetos simétricos podem manifestar um movimento direcionado através de movimentos simétricos, o que constitui uma descoberta totalmente nova." Ele também mencionou que esse princípio poderia ter aplicações em muitos outros fluidos complexos, além dos cristais líquidos.

O Professor Jeong acrescentou: "Esta descoberta destaca a importância da quebra de simetria na geração de movimento em escala microscópica, e abre novas perspectivas para a pesquisa sobre robôs microscópicos."
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