Les défauts qui brisent la symétrie d'un matériau autrement ordonné sont appelés défauts topologiques. En cristaux solides, elles sont appelées dislocations car elles interrompent le réseau d'atomes régulièrement structuré. En revanche, les défauts topologiques appelés désorientations se présentent sous la forme de boucles en cristal liquide de la variété nématique, dont les molécules allongées ressemblent à un banc de poissons. De nouvelles expériences soutenues par un modèle théorique montrent comment des défauts formant des boucles autour de fibres plastiques torsadées trempées dans des cristaux liquides pourraient être utilisés pour le transport de substances biochimiques, lorsqu'il est contrôlé par des champs électriques et magnétiques.

Publié dans EPJ E , ces découvertes - réalisées par Mallory Dazza de l'Ecole normale supérieure Cachan, La France, et collègues - ont des applications potentielles dans les systèmes électro-optiques, micromécaniques et microfluidiques.

Le fruit d'un Portugais, Collaboration slovène et française, ce travail se concentre sur les défauts appelés « boucles de désorientation captives ». Les auteurs se sont attachés à manipuler ces boucles stabilisées en encerclant des fibres torsadées, comme un collier, en appliquant un champ magnétique oblique aux fibres. Dazza et ses collègues ont découvert que les boucles sont sensibles au fait que les fibres soient torsadées dans le sens de la main droite ou gauche. Cette maniabilité est une caractéristique native des fibres cellulosiques ou peut être induite par une simple torsion des fibres plastiques.

Les auteurs ont également constaté que l'inclinaison d'une boucle est proportionnelle à l'angle de torsion de la fibre. Cela leur a fait réaliser que l'inclinaison augmente lorsqu'un champ électrique ou magnétique est appliqué perpendiculairement à la fibre.

De plus, les boucles ont la capacité de se déplacer parallèlement à un mouvement de translation lorsqu'un champ magnétique est appliqué dans une direction oblique par rapport à la fibre. Cela signifie qu'en appliquant un tel champ, il est possible de contrôler le transport des molécules piégées à l'intérieur des boucles, se déplaçant le long des fibres.