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  韓聯(lián)社6月1日?qǐng)?bào)道，韓國(guó)科學(xué)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(tuán)隊(duì)已經(jīng)查明液晶缺陷層的形態(tài)相變過(guò)程，借此或可揭示宇宙構(gòu)造原理。該項(xiàng)研究成果Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition于5月30日在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)雜志《自然》的子刊“自然通訊”(Nature Communications)在線發(fā)表。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)在水上制造較薄的液晶膜來(lái)使液晶分子能夠自由移動(dòng)。

  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?yàn)檫@種液晶缺陷的拓?fù)湎嘧儸F(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(jìn)行觀察。如果對(duì)該相變過(guò)程進(jìn)行細(xì)致觀察的話，就可以通過(guò)這種中間態(tài)的缺陷構(gòu)造，逆向查找出第一個(gè)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?fù)鋵W(xué)上，與黑洞有著相似的構(gòu)造。因此，研究液晶的缺陷層，對(duì)于解開(kāi)宇宙的構(gòu)造之謎也有幫助。

  液晶材料一般用來(lái)生產(chǎn)液晶顯示器(LCD)及光學(xué)傳感器。在生產(chǎn)過(guò)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(wú)法改變的現(xiàn)實(shí)。

  據(jù)KAIST介紹，缺陷層的拓?fù)湎嘧儸F(xiàn)象，在基礎(chǔ)科學(xué)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(xué)獎(jiǎng)。許多科學(xué)家以此為基礎(chǔ)來(lái)研究宇宙銀河系的拓?fù)鋵W(xué)原理。

  尹東基教授的研究團(tuán)隊(duì)所研究的缺陷拓?fù)錁?gòu)造，其大小要用光學(xué)顯微鏡才可以觀察到。因?yàn)槿毕菹嘧兊某掷m(xù)時(shí)間可以有幾秒乃至幾分鐘之久，因此比較容易進(jìn)行觀察。

  KAIST的相關(guān)人士補(bǔ)充稱，液晶材料形成的缺陷構(gòu)造以一個(gè)奇點(diǎn)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(wú)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(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)于推進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)研究來(lái)講，也將有所幫助。

  該研究課題獲得來(lái)自韓國(guó)未來(lái)創(chuàng)造科學(xué)部及韓國(guó)研究財(cái)團(tuán)共同推動(dòng)的“未來(lái)希望交叉技術(shù)開(kāi)拓事業(yè)”及“新興研究支援事業(yè)”的資助支持。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/ncomms15453