韓國科學技術(shù)院科學家查明液晶缺陷層的形態(tài)相變過程。韓國科學技術(shù)院(KAIST)下屬的納米科技研究院的尹東基教授稱，他所在的研究團隊已經(jīng)查明液晶缺陷層的形態(tài)相變過程，借此或可揭示宇宙構(gòu)造原理。該項研究成果Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition于5月30日在國際頂尖學術(shù)雜志《自然》的子刊“自然通訊”(Nature Communications)在線發(fā)表。研究團隊通過在水上制造較薄的液晶膜來使液晶分子能夠自由移動。
在該環(huán)境下，如果溫度發(fā)生變化，則構(gòu)成結(jié)構(gòu)體的分子與分子間發(fā)生相互作用，因為這種液晶缺陷的拓撲相變現(xiàn)象相較于基板上的表面效果更為明顯，所以可以持續(xù)進行觀察。如果對該相變過程進行細致觀察的話，就可以通過這種中間態(tài)的缺陷構(gòu)造，逆向查找出第一個缺陷形態(tài)及構(gòu)成分子的排列情況。
兼有固體及液體部分性質(zhì)的“液晶”的缺陷層，在拓撲學上，與黑洞有著相似的構(gòu)造。因此，研究液晶的缺陷層，對于解開宇宙的構(gòu)造之謎也有幫助。
液晶材料一般用來生產(chǎn)液晶顯示器(LCD)及光學傳感器。在生產(chǎn)過程中，盡可能的減少液晶的缺陷層有助于提升產(chǎn)品的性能。但是，就物質(zhì)特性而言，液晶缺陷層的存在是無法改變的現(xiàn)實。
據(jù)KAIST介紹，缺陷層的拓撲相變現(xiàn)象，在基礎(chǔ)科學研究領(lǐng)域十分重要，相關(guān)的研究成果甚至曾于去年獲得諾貝爾物理學獎。許多科學家以此為基礎(chǔ)來研究宇宙銀河系的拓撲學原理。
尹東基教授的研究團隊所研究的缺陷拓撲構(gòu)造，其大小要用光學顯微鏡才可以觀察到。因為缺陷相變的持續(xù)時間可以有幾秒乃至幾分鐘之久，因此比較容易進行觀察。
KAIST的相關(guān)人士補充稱，液晶材料形成的缺陷構(gòu)造以一個奇點為中心，可以呈現(xiàn)放射形、圓形、螺旋形等形態(tài)。
尹東基教授稱，轉(zhuǎn)變思路，就可以看到別人無法看到的內(nèi)容。相信這次液晶缺陷成果的取得，不但可以促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對于推進基礎(chǔ)科學研究來講，也將有所幫助。
該研究課題獲得來自韓國未來創(chuàng)造科學部及韓國研究財團共同推動的“未來希望交叉技術(shù)開拓事業(yè)”及“新興研究支援事業(yè)”的資助支持。
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