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Os pesquisadores descobriram que os objetos podem atingir movimento direcionado dentro de um cristal líquido, alterando periodicamente seus tamanhos, potencialmente abrindo caminho para avanços na microrobótica.
Um grupo de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), liderado pelo professor Jonwoo Jeong do Departamento de Física, descobriu recentemente um princípio inovador de movimento em escala microscópica. Suas descobertas revelam que os objetos podem alcançar movimento direcionado simplesmente alterando periodicamente seus tamanhos dentro de um meio de cristal líquido. Esta descoberta inovadora tem um potencial significativo para numerosos campos de investigação e poderá levar ao desenvolvimento de robôs em miniatura no futuro.
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, de tamanho comparável a um fio de cabelo humano, no cristal líquido e manipular a pressão, os pesquisadores conseguiram demonstrar esse fenômeno extraordinário.
A partir da esquerda estão Sung-Jo Kim, o professor Joonwoo Jeong e o professor pesquisador Eujin Um. Crédito: UNIST
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.
Sung-Jo Kim, o primeiro autor do estudo, comentou: “Esta observação inovadora mostra a capacidade dos 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.
Bolhas pulsantes dispersas em NLC. Crédito: UNIST
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.”
Referência: “Bolhas pulsantes simetricamente nadam em um fluido anisotrópico por nematodinâmica” por Sung-Jo Kim, Žiga Kos, Eujin Um e Joonwoo Jeong, 9 de fevereiro de 2024, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-024-45597-1
Esta pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia (NRF), pelo Instituto de Ciências Básicas (IBS) e pela Agência de Pesquisa Eslovena (ARRS).