Un gruppo di ricerca affiliato all'UNIST ha svelato per la prima volta un nuovo principio di movimento nel micromondo, in cui gli oggetti possono muoversi in modo diretto semplicemente modificando periodicamente le loro dimensioni all'interno di una sostanza nota come cristalli liquidi.
Guidata dal professor Jonwoo Jeong e dal suo gruppo di ricerca presso il Dipartimento di Fisica dell’UNIST, questa scoperta è destinata ad avere implicazioni di vasta portata in vari campi di ricerca, compreso il potenziale sviluppo futuro di robot in miniatura. L'articolo è pubblicato sulla rivista Nature Communications .
Nella loro ricerca, il team ha osservato che le bolle d’aria all’interno dei cristalli liquidi potrebbero muoversi in una direzione alterando periodicamente le loro dimensioni, contrariamente alla crescita o contrazione simmetrica tipicamente osservata nelle bolle d’aria in altri mezzi. Introducendo bolle d'aria di dimensioni paragonabili a quelle di un capello umano nei cristalli liquidi e manipolando la pressione, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare questo straordinario fenomeno.
La chiave di questo fenomeno risiede nella creazione di difetti di fase all'interno della struttura a cristalli liquidi accanto alle bolle d'aria. Questi difetti interrompono la natura simmetrica delle bolle, consentendo loro di sperimentare una forza unidirezionale nonostante la loro forma simmetrica. Mentre le bolle d'aria variano di dimensione, spingendo e attirando i cristalli liquidi circostanti, vengono spinte in una direzione coerente, sfidando le leggi convenzionali della fisica.
Sung-Jo Kim, il primo autore dello studio, ha osservato:"Questa osservazione innovativa mostra la capacità degli oggetti simmetrici di mostrare un movimento diretto attraverso movimenti simmetrici, un fenomeno mai visto prima". Ha inoltre evidenziato la potenziale applicabilità di questo principio a un'ampia gamma di fluidi complessi oltre ai cristalli liquidi.
Il professor Jeong ha commentato:"Questo risultato interessante sottolinea l'importanza della rottura della simmetria sia nel tempo che nello spazio nel determinare il movimento a livello microscopico. Inoltre, è promettente per il progresso della ricerca nello sviluppo di robot microscopici."
Ulteriori informazioni: Sung-Jo Kim et al, Bolle pulsanti simmetricamente nuotano in un fluido anisotropo mediante nematodinamica, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45597-1
Fornito da Ulsan National Institute of Science and Technology
