Los investigadores de KAIST observaron la transición de fase de defectos topológicos formados por materiales de cristal líquido LC por primera vez.
La transición de fase de defectos topológicos, que también fue el tema del Premio Nobel de Física en 2016, puede ser difícil de entender para un laico, pero debe estudiarse para comprender los misterios del universo o la física subyacente de los skyrmions, que tienen defectos topológicos intrínsecos.
Si la galaxia se toma como un ejemplo en el universo, es difícil observar los defectos topológicos porque el sistema es demasiado grande para observar algunos cambios durante un período de tiempo limitado. En el caso de estructuras de defectos formadas por moléculas LC,no solo tienen un tamaño adecuado para observar con un microscopio óptico, sino también el período de tiempo en el que la transición de fase de un defecto puede observarse directamente durante unos segundos, que puede extenderse a unos pocos minutos.por material LC tienen formas radiales, circulares o espirales centradas en una singularidad núcleo de defecto, como la singularidad que ya se introdujo en la famosa película "Interestelar", que es el punto central del agujero negro.
En general, los materiales LC se utilizan principalmente en pantallas de cristal líquido LCD y sensores ópticos porque es fácil de controlar su orientación específica y tienen características de respuesta rápida y enormes propiedades ópticas anisotrópicas. Es ventajoso en términos del rendimiento deLas pantallas LCD indican que los defectos de los materiales de LC se minimizan. El equipo de investigación dirigido por el profesor Dong Ki Yoon en la Escuela de Graduados de Nanociencia y Tecnología no solo minimizó tales defectos, sino que trató activamente de usar los defectos de LC como bloques de construcción para hacer micro ynanoestructuras para las aplicaciones de patrones. Durante estos esfuerzos, encontraron la manera de estudiar directamente la transición de fase de defectos topológicos en condiciones in situ.
Considerando el material LC desde el punto de vista de un dispositivo como un LCD, la robustez es importante. Por lo tanto, el material LC se inyecta a través del fenómeno capilar entre una placa rígida de dos vidrios y la orientación de los LC puede ser seguida por la superficiecondición de anclaje del sustrato de vidrio. Sin embargo, en este caso convencional, es difícil observar la transición de fase del defecto de LC debido a esta fuerte fuerza de anclaje de la superficie inducida por el sustrato sólido.
Para resolver este problema, el equipo de investigación diseñó una plataforma, en la que el movimiento de las moléculas de LC no estaba restringido, formando una película delgada de material de LC en el agua, que es como el aceite que flota en el agua. Para esto,Una gota de material LC se goteó sobre agua y se extendió para formar una película delgada. Los defectos topológicos formados bajo esta circunstancia podrían mostrar la transición de fase térmica cuando se cambió la temperatura. Además, este enfoque puede rastrear la morfología del defecto originalestructura de los cambios secuenciales durante los cambios de temperatura, lo que puede dar pistas para el estudio de la formación de defectos topológicos en el cosmos o skyrmions.
El profesor Yoon dijo: "El estudio de los defectos de cristal LC en sí mismo ha sido ampliamente estudiado por físicos y matemáticos durante aproximadamente 100 años. Sin embargo, esta es la primera vez que observamos la transición de fase de defectos LC directamente". Tambiénagregó, "Corea es líder en la industria de LCD, pero nuestra investigación básica sobre LC no está en el nivel de investigación mundial".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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