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Um princípio de movimento recentemente reconhecido foi descoberto pelos pesquisadores, envolvendo o movimento de objetos alterando seus tamanhos dentro de um material único semelhante a um líquido conhecido como cristal líquido.
O cristal líquido é uma substância que, como o próprio nome indica, possui propriedades tanto de líquidos quanto de estruturas cristalinas. Capaz de fluir como um líquido, também mantém um certo grau de ordem em seu arranjo molecular semelhante ao dos cristais. Esses anisotrópico as substâncias possuem valores diferentes quando medidas em várias direções, um exemplo comum disso é a madeira, que é mais resistente ao longo de sua fibra.
Pela primeira vez, uma equipe de pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan afirma ter identificado o movimento de objetos de maneira direcionada através do cristal líquido, alterando periodicamente seu tamanho.
A equipa de investigação por detrás do estudo foi liderada pelo professor Jonwoo Jeong, do Departamento de Física do Instituto, que afirma que as suas descobertas poderão ter um amplo impacto numa série de disciplinas, incluindo o desenvolvimento de pequenos robôs para uma variedade de aplicações.
Descobriu-se que bolhas de ar dentro da substância de cristal líquido que a equipe de pesquisa estudou são capazes de se mover em uma direção, alterando seus tamanhos, uma descoberta que vai contra a forma como as bolhas normalmente se comportam em outros meios, como líquidos normais.
As bolhas que a equipe usou em seu estudo tinham aproximadamente o tamanho de um fio de cabelo humano e foram injetadas no cristal líquido e depois manipuladas por meio de pressão. Jeong e sua equipe chamam o efeito resultante de “fenômeno extraordinário”, que surge da criação de defeitos de fase que ocorrem nas regiões do cristal líquido que circundam as bolhas de ar.
Os defeitos resultantes interferem nos elementos estruturais das bolhas, especificamente na sua simetria, produzindo uma força que faz com que elas se movam em uma direção à medida que mudam de tamanho e induzem movimento no cristal líquido circundante. Conhecido como quebra de simetriarefere-se a circunstâncias em que a redução, ou mesmo a completa ausência de simetria, ocorre em sistemas, mesmo onde as leis da natureza ditam a sua presença.
Este comportamento estranho e “não newtoniano” parece desafiar a nossa compreensão das leis convencionais da física, relata a equipa.
“Esta observação inovadora mostra a capacidade dos objetos simétricos de exibir movimento direcionado através de movimentos simétricos”, disse Sung-Jo Kim, primeiro autor do livro. um novo estudo que apareceu em Comunicações da Natureza descrevendo o trabalho da equipe.
Kim chamou as descobertas da equipe de “um fenômeno nunca antes visto”, acrescentando que o mesmo princípio poderia ter aplicações em outros tipos de fluidos complexos.
Jeong acrescentou que a descoberta da sua equipa mostra o importante papel da quebra de simetria “tanto no tempo como no espaço na condução do movimento ao nível microscópico”.
O estudo de Jeong e sua equipe, “Bolhas pulsantes simetricamente nadam em um fluido anisotrópico por nematodinâmica”, foi publicado no mês passado em Comunicações da Natureza.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe seu trabalho em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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