韓(han)國科(ke)學(xue)技術院(yuan)科(ke)學(xue)家查明液(ye)(ye)晶缺陷層的形態(tai)相(xiang)(xiang)變過程(cheng)。韓(han)國科(ke)學(xue)技術院(yuan)(KAIST)下屬的納米(mi)科(ke)技研究(jiu)院(yuan)的尹東(dong)基教授稱,他(ta)所在(zai)的研究(jiu)團隊(dui)已經查明液(ye)(ye)晶缺陷層的形態(tai)相(xiang)(xiang)變過程(cheng),借(jie)此或可揭(jie)示宇宙構(gou)造原(yuan)理。該(gai)項研究(jiu)成果(guo)Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition于5月30日(ri)在(zai)國際頂尖學(xue)術雜(za)志《自然(ran)》的子刊“自然(ran)通訊”(Nature Communications)在(zai)線發表。研究(jiu)團隊(dui)通過在(zai)水上制造較薄(bo)的液(ye)(ye)晶膜來使液(ye)(ye)晶分(fen)子能夠自由移動。
在該環境下,如果溫度(du)發(fa)生變化,則構(gou)成(cheng)結構(gou)體的分(fen)子(zi)與分(fen)子(zi)間發(fa)生相(xiang)(xiang)互作用,因為這(zhe)種液晶缺陷(xian)(xian)的拓撲相(xiang)(xiang)變現(xian)象(xiang)相(xiang)(xiang)較于基(ji)板上的表面效果更(geng)為明顯,所以(yi)可(ke)以(yi)持續(xu)進行(xing)觀(guan)察(cha)。如果對該相(xiang)(xiang)變過程進行(xing)細致觀(guan)察(cha)的話,就(jiu)可(ke)以(yi)通過這(zhe)種中(zhong)間態(tai)的缺陷(xian)(xian)構(gou)造,逆向查找出(chu)第一個(ge)缺陷(xian)(xian)形態(tai)及(ji)構(gou)成(cheng)分(fen)子(zi)的排列情(qing)況。
兼有(you)固體及(ji)液體部分性質的(de)(de)“液晶”的(de)(de)缺陷(xian)層(ceng),在拓撲(pu)學(xue)上,與(yu)黑洞有(you)著相似的(de)(de)構造。因(yin)此,研究(jiu)液晶的(de)(de)缺陷(xian)層(ceng),對于解開宇宙的(de)(de)構造之謎(mi)也(ye)有(you)幫助(zhu)。
液(ye)晶(jing)(jing)(jing)材料一(yi)般(ban)用來生產液(ye)晶(jing)(jing)(jing)顯示器(qi)(LCD)及光(guang)學傳感器(qi)。在(zai)生產過程中,盡可能(neng)的(de)減(jian)少液(ye)晶(jing)(jing)(jing)的(de)缺(que)陷(xian)(xian)層(ceng)有助于提升產品的(de)性能(neng)。但是,就(jiu)物質特性而(er)言,液(ye)晶(jing)(jing)(jing)缺(que)陷(xian)(xian)層(ceng)的(de)存在(zai)是無(wu)法改(gai)變的(de)現實。
據KAIST介紹,缺(que)陷(xian)層的(de)拓撲相變(bian)現(xian)象(xiang),在基礎科學(xue)(xue)研(yan)(yan)究領域(yu)十(shi)分重要(yao),相關的(de)研(yan)(yan)究成果甚至(zhi)曾于去年獲得諾貝爾物理(li)學(xue)(xue)獎。許多科學(xue)(xue)家以此為(wei)基礎來研(yan)(yan)究宇宙(zhou)銀(yin)河(he)系(xi)的(de)拓撲學(xue)(xue)原理(li)。
尹東基教授(shou)的研(yan)究團隊所研(yan)究的缺陷拓(tuo)撲構(gou)造,其大小(xiao)要用光(guang)學顯微(wei)鏡(jing)才可(ke)(ke)以觀察到。因為缺陷相變(bian)的持續(xu)時間可(ke)(ke)以有(you)幾秒乃至幾分鐘(zhong)之久,因此比(bi)較容易進行觀察。
KAIST的(de)相(xiang)關人(ren)士補充稱,液晶材料(liao)形(xing)成的(de)缺陷構造以一(yi)個(ge)奇點為中心,可(ke)以呈(cheng)現(xian)放射形(xing)、圓形(xing)、螺旋形(xing)等形(xing)態。
尹東基教授稱(cheng),轉變思路,就(jiu)可以(yi)(yi)看到別人無(wu)法(fa)看到的(de)內容(rong)。相(xiang)信這次液晶缺陷成(cheng)果的(de)取得,不但可以(yi)(yi)促進相(xiang)關(guan)產業(ye)發(fa)展(zhan),對(dui)于推進基礎(chu)科學(xue)研究(jiu)來講,也將有所幫助。
該(gai)研究(jiu)(jiu)課題獲得來(lai)(lai)自韓國未來(lai)(lai)創造科學部及韓國研究(jiu)(jiu)財團(tuan)共同推(tui)動的“未來(lai)(lai)希望交叉技術開拓事業”及“新興研究(jiu)(jiu)支援(yuan)事業”的資助(zhu)支持。
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