Pesquisadores descobrem novo princípio de movimento em cristais líquidos
Bolhas pulsantes dispersas em NLC. Crédito:Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45597-1 Uma equipa de investigação afiliada à UNIST revelou pela primeira vez um novo princípio de movimento no micromundo, onde os objectos podem mover-se de uma forma dirigida, simplesmente mudando os seus tamanhos periodicamente dentro de uma substância conhecida como cristal líquido.
Liderada pelo Professor Jonwoo Jeong e a sua equipa de investigação no Departamento de Física da UNIST, esta descoberta está preparada para ter implicações de longo alcance em vários campos de investigação, incluindo o potencial desenvolvimento futuro de robôs em miniatura. O artigo foi publicado na revista Nature Communications .
Na sua investigação, a equipa observou que as bolhas de ar dentro do cristal líquido podiam mover-se numa direcção, alterando os seus tamanhos periodicamente, ao contrário do crescimento ou contracção simétrico normalmente observado nas bolhas de ar noutros meios. Ao introduzir bolhas de ar com tamanho comparável a um fio de cabelo humano no cristal líquido e manipular a pressão, os pesquisadores conseguiram demonstrar esse fenômeno extraordinário.
A chave para este fenômeno está na criação de defeitos de fase na estrutura de cristal líquido próxima às bolhas de ar. Estes defeitos perturbam a natureza simétrica das bolhas, permitindo-lhes experimentar uma força unidirecional, apesar da sua forma simétrica. À medida que as bolhas de ar flutuam em tamanho, empurrando e puxando o cristal líquido circundante, elas são impulsionadas numa direção consistente, desafiando as leis convencionais da física. Observações de microscopia óptica polarizada de HHB durante um único ciclo de pulsação (esquerda) e um diagrama esquemático de um HHB pulsante como um haltere oscilante (direita). Crédito:Adaptado de Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45597-1 Sung-Jo Kim, o primeiro autor do estudo, comentou:“Esta observação inovadora mostra a capacidade de objetos simétricos de exibir movimento direcionado através de movimentos simétricos, um fenômeno nunca antes visto”. Ele destacou ainda a potencial aplicabilidade deste princípio a uma ampla gama de fluidos complexos além dos cristais líquidos.
O professor Jeong comentou:"Este resultado intrigante ressalta a importância da quebra de simetria no tempo e no espaço na condução do movimento no nível microscópico. Além disso, é uma promessa para o avanço da pesquisa no desenvolvimento de robôs microscópicos."
Mais informações: Sung-Jo Kim et al, Bolhas pulsantes simetricamente nadam em um fluido anisotrópico por nematodinâmica, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45597-1 Fornecido pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan
