Magyar kutatók új és izgalmas anyagállapotot fedeztek fel, amely forradalmasíthatja a tudományos gondolkodást. Ez az innovatív anyag egyedülálló módon képes egyszerre folyadékként funkcionálni, miközben aktív részecskerendszerként is viselkedik. Az altern
Új anyagállapotot fedeztek fel a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói, melyben folyadékcseppek elektromos mező hatására aktívan mozgó, egymással kölcsönható részecskékként viselkednek. A kutatók eredményei új utat nyitnak a precíziós technológia világában - közölte a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat az MTI-vel hétfőn.
Salamon Péter és Máthé Marcell Tibor, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársai, a folyadékok egy újonnan felfedezett, különleges típusát, a ferroelektromos nematikus folyadékkristályokat kutatták. A kutatás során észlelték, hogy a ferroelektromos nematikus folyadékcseppek felületének viselkedése elektromos mező hatására instabillá válik, és fraktálszerű nyúlványok kezdenek kialakulni. Különösen figyelemre méltó volt, hogy amikor a kutatók nagyobb feszültséget alkalmaztak a cseppekre, azok elveszítették eredeti formájukat, és bonyolult, labirintusszerű struktúrák formálódni kezdtek. Emellett a váltófeszültség használatával, egy bizonyos frekvenciatartományban, a cseppek különféle alakokat öltve mozogni kezdtek. E mozgás során a cseppek egymást taszítva, részecskékként ütköznek, és olyan dinamikus objektumokhoz hasonlíthatók, mint a rajzó rovarok, mikrobák vagy akár mikrorobotok.
A legfrissebb közlemény alapján a kutatók sikeresen feszültséggel irányították a cseppek mozgását, ami új lehetőségeket nyithat meg a mikrofluidikai eszközök fejlesztésében. Ez a felfedezés különösen ígéretes lehet az orvosi diagnosztika, a kémiai analízis és a biotechnológia területén. Érdekes módon, a kutatás során megfigyelték, hogy a cseppek mozgása hangkibocsátással jár együtt. A jelenség hátterének megértésében a hang spektrumának elemzése játszott kulcsszerepet, amely arra utalt, hogy a váltófeszültség hatására a cseppek mechanikai rezgéseket produkálnak. Eredményeiket a neves Nature Communications folyóiratban tették közzé. Ezen kívül, a kutatók a Kent State University szakembereivel, köztük Jákli Antal professzorral együttműködve ferroelektromos nematikus folyadékkristályokat is tanulmányoztak.
A világon elsőként sikerült bemutatni az inverz piezoelektromosság jelenségét háromdimenziós folyadékokban. Ez az effektus abban rejlik, hogy amikor feszültséget alkalmazunk a ferroelektromos nematikus folyadékra, a feszültség arányában az anyag mechanikai elmozdulást produkál. Érdekessége, hogy a folyamat fordítva is érvényes: mechanikai deformáció hatására elektromos töltések keletkeznek a felületen. A ferroelektromos nematikus folyadékkristályok elektromechanikai reakcióinak megértése lehetőséget teremt a mechanikai energia hasznosítására, és új perspektívákat nyit a folyadékaktuátorok, mikropozicionálók és elektromosan hangolható optikai lencsék fejlesztésében - olvasható a közleményben.
