Les chercheurs ont découvert que les objets peuvent réaliser un mouvement dirigé dans un cristal liquide en changeant périodiquement leur taille, ouvrant potentiellement la voie aux progrès de la microrobotique.
Un groupe de recherche de l'Institut national des sciences et technologies d'Ulsan (UNIST), dirigé par le professeur Jonwoo Jeong du Département de physique, a récemment découvert un principe révolutionnaire du mouvement à l'échelle microscopique. Leurs découvertes révèlent que les objets peuvent réaliser un mouvement dirigé simplement en changeant périodiquement leur taille dans un milieu à cristaux liquides. Cette découverte innovante recèle un potentiel important pour de nombreux domaines de recherche et pourrait conduire dans le futur au développement de robots miniatures.
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, comparables en taille à un cheveu humain, dans les cristaux liquides et en manipulant la pression, les chercheurs ont pu démontrer ce phénomène extraordinaire.
De gauche à droite : Sung-Jo Kim, le professeur Joonwoo Jeong et le professeur de recherche Eujin Um. Crédit : UNIST
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 jamais vu auparavant. » Il a en outre souligné l'applicabilité potentielle de ce principe à une large gamme de fluides complexes au-delà des cristaux liquides.
Bulles pulsantes dispersées dans NLC. Crédit : UNIST
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, cela est prometteur pour faire progresser la recherche dans le développement de robots microscopiques.
Cette recherche a été soutenue par la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF), l'Institut des sciences fondamentales (IBS) et l'Agence slovène de recherche (ARRS).
