韓聯社6月1日報道，韓國科學技術院(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查明液晶缺陷層的形態相變過程，借此或可揭示宇宙構造原理。該項研究成果Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition于5月30日在國際頂尖學術雜志《自然》的子刊“自然通訊”(Nature Communications)在線發表。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。
在該環境下，如果溫度發生變化，則構成結構體的分子與分子間發生相互作用，因為這種液晶缺陷的拓撲相變現象相較于基板上的表面效果更為明顯，所以可以持續進行觀察。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的缺陷構造，逆向查找出第一個缺陷形態及構成分子的排列情況。
兼有固體及液體部分性質的“液晶”的缺陷層，在拓撲學上，與黑洞有著相似的構造。因此，研究液晶的缺陷層，對于解開宇宙的構造之謎也有幫助。
液晶材料一般用來生產液晶顯示器(LCD)及光學傳感器。在生產過程中，盡可能的減少液晶的缺陷層有助于提升產品的性能。但是，就物質特性而言，液晶缺陷層的存在是無法改變的現實。
據KAIST介紹，缺陷層的拓撲相變現象，在基礎科學研究領域十分重要，相關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的相關人士補充稱，液晶材料形成的缺陷構造以一個奇點為中心，可以呈現放射形、圓形、螺旋形等形態。
尹東基教授稱，轉變思路，就可以看到別人無法看到的內容。相信這次液晶缺陷成果的取得，不但可以促進相關產業發展，對于推進基礎科學研究來講，也將有所幫助。
該研究課題獲得來自韓國未來創造科學部及韓國研究財團共同推動的“未來希望交叉技術開拓事業”及“新興研究支援事業”的資助支持。
- 安徽理工大學張曉勇團隊《Mater. Horiz.》：“奇思妙想”限制PNIPAM水凝膠相變過程引發的體積變化 2023-11-22
- 上海科技大學陳剛教授課題組揭示了膠體液滴蒸發引導的動態結晶與相變過程 2019-11-13
