A kutatók eredményei új utat nyitnak a precíziós technológia világában - közölte a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat. Salamon Péter és Máthé Marcell Tibor, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói a folyadékok egy nemrég felfedezett különleges fajtáját, a ferroelektromos nematikus folyadékkristályokat vizsgálták. A kutatók megfigyelték, hogy a ferroelektromos nematikus folyadékcseppek felülete elektromos mezőben instabillá válik, és fraktálszerű folyadéknyúlványok alakulnak ki.

A kutatás során azt tapasztalták, hogy amikor nagyobb feszültséget kapcsoltak a folyadékcseppekre, azok még extrémebben viselkedtek: elvesztették csepp formájukat, és bonyolult, labirintusra emlékeztető struktúrát alkottak. A kutatók azt is kimutatták, hogy váltófeszültséget alkalmazva, egy bizonyos frekvenciatartományban a cseppek különböző alakokat felvéve elkezdenek mozogni. A mozgás során a cseppek egymást taszítva részecskékként ütköznek, és olyan aktív objektumokra hasonlítanak, mint a rajzó rovarok, mikrobák vagy mikrorobotok. A közlemény szerint a kutatók a cseppek mozgását szabályozni is tudták feszültséggel, így a jelenség alkalmazható lehet új típusú mikrofluidikai eszközökben,

a felfedezésnek gyakorlati haszna lehet az orvosi diagnosztikában, a kémiai analízisben és a biotechnológiában is.

A kutatók azt is megfigyelték, hogy ezt a mozgást hangkibocsátás kíséri. A meglepő jelenség magyarázatát a hang spektrumának analízise segítette, ami arra utalt, hogy cseppek a váltófeszültség hatására mechanikai rezgésbe jönnek. A kutatók ezen eredményeiket a Nature Communications című folyóiratban publikálták.

A ferroelektromos nematikus folyadékkristályokat vizsgálták a kutatók a Kent State University (USA) kutatóival megvalósult együttműködés során Jákli Antal professzorral. "Ennek keretében a világon elsőként mutatták ki az inverz piezoelektromosság jelenséget háromdimenziós folyadékokban. Az effektus lényege, hogy a ferroelektromos nematikus folyadékra feszültséget kapcsolva, a feszültséggel egyenes arányban az anyag mechanikai elmozdulást mutat. A jelenség fordítva is működik: ekkor mechanikai deformáció hatására elektromos töltések keletkeznek a felületén"

A ferroelektromos nematikus folyadékkristályok elektromechanikai válaszának megértése lehetővé teszi a mechanikai energia kinyerését, és új utat nyit a folyadékaktuátorok, mikropozicionálók és elektromosan hangolható optikai lencsék kifejlesztéséhez.

(A nyitókép illusztráció.)