Une équipe de recherche affiliée à l'UNIST a dévoilé pour la première fois un nouveau principe de mouvement dans le micromonde, où les objets peuvent se déplacer de manière dirigée simplement en changeant périodiquement leur taille au sein d'une substance connue sous le nom de cristaux liquides.
Dirigée par le professeur Jonwoo Jeong et son équipe de recherche du Département de physique de l'UNIST, cette découverte est sur le point d'avoir des implications considérables dans divers domaines de recherche, y compris le développement futur potentiel de robots miniatures. L'article est publié dans la revue Nature Communications .
Dans leurs recherches, l’équipe a observé que les bulles d’air à l’intérieur des cristaux liquides pouvaient se déplacer dans une direction en modifiant périodiquement leur taille, contrairement à la croissance ou à la contraction symétrique généralement observée dans les bulles d’air dans d’autres milieux. En introduisant des bulles d'air de taille comparable à celle d'un cheveu humain dans les cristaux liquides et en manipulant la pression, les chercheurs ont pu démontrer ce phénomène extraordinaire.
La clé de ce phénomène réside dans la création de défauts de phase au sein de la structure des cristaux liquides, à proximité des bulles d’air. Ces défauts perturbent la nature symétrique des bulles, leur permettant de subir une force unidirectionnelle malgré leur forme symétrique. À mesure que la taille des bulles d'air fluctue, poussant et tirant les cristaux liquides environnants, elles sont propulsées dans une direction constante, défiant les lois conventionnelles de la physique.
Sung-Jo Kim, le premier auteur de l'étude, a fait remarquer :« Cette observation révolutionnaire met en valeur la capacité des objets symétriques à présenter un mouvement dirigé à travers des mouvements symétriques, un phénomène jusqu'alors inédit. » Il a en outre souligné l'applicabilité potentielle de ce principe à une large gamme de fluides complexes au-delà des cristaux liquides.
Le professeur Jeong a commenté :"Ce résultat intrigant souligne l'importance de la rupture de symétrie dans le temps et dans l'espace dans la conduite du mouvement au niveau microscopique. De plus, il est prometteur pour faire progresser la recherche dans le développement de robots microscopiques."
Plus d'informations : Sung-Jo Kim et al, Des bulles à pulsations symétriques nagent dans un fluide anisotrope par nématodynamique, Nature Communications (2024). DOI :10.1038/s41467-024-45597-1
Fourni par l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan
