ลำดับเชิงลบปรากฏในผลึกเหลว

นักวิจัยได้สังเกตเห็นลำดับการวางแนวเชิงลบที่เกิดขึ้นเองในวัสดุผลึกเหลวเป็นครั้งแรก ผลลัพธ์ที่ได้โดยบังเอิญสามารถช่วยในการพัฒนาการใช้งานต่างๆ เช่น กล้ามเนื้อเทียมสำหรับหุ่นยนต์แบบนิ่ม ผลึกเหลวเป็นวัสดุที่ไม่แข็งซึ่งโมเลกุลจะจัดเรียงตัวเป็นลำดับ Jan Lagerwall หัวหน้าทีมวิจัย มหาวิทยาลัยลักเซมเบิร์กกล่าวว่า “ลำดับนี้ซึ่งอธิบายโดยพารามิเตอร์สเกลาร์เป็นแนวคิดหลักในฟิสิกส์ผลึกเหลว 

แต่ช่วงเชิงลบมักถูกลืมไปแม้ว่าสมการ

ที่อธิบายพารามิเตอร์จะมีช่วงตั้งแต่ -1/2 ถึง +1 แต่ก็มักจะกล่าวกันว่าเปลี่ยนจาก 0 สำหรับความผิดปกติอย่างสมบูรณ์เป็น 1 สำหรับการเรียงลำดับอย่างเต็มที่“เหตุผลประการหนึ่งก็คือก่อนงานของเรา ไม่มีวัสดุผลึกเหลวที่พัฒนาลำดับเชิงลบโดยธรรมชาติ แม้ว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นในระบบอื่นที่ไม่ใช่ผลึกเหลว (ไม้แท่งในเกม Mikado เป็นตัวอย่างที่ดี) ”

ลำดับเชิงลบไม่เหมือนกับความไม่เป็นระเบียบ ซึ่งเป็นสถานะที่สามารถทำได้โดยให้ความร้อนคริสตัลเหลวไปที่ “จุดหักเห” ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่จะเปลี่ยนเป็นของเหลวไอโซโทรปิกปกติ เพื่อให้ได้ลำดับเชิงลบ Lagerwall และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าพวกเขาทำให้ระบบเย็นลงจริง ๆ

สถานการณ์ไม่ปกติมาก“สถานการณ์ที่ผิดปกติอย่างมากในระบบของเราคือการจัดลำดับ ซึ่งเกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติโดยที่เราไม่ต้องดำเนินการใดๆ ยกเว้นการระบายความร้อนในทิศทางของพารามิเตอร์ลำดับเชิงลบ” ลาเกอร์วอลล์กล่าว “ดังที่แสดงในวิดีโอด้านล่าง อันที่จริงมีการจัดลำดับมากกว่ากรณีของพารามิเตอร์ Zero order และเป็นประเภทของการปฐมนิเทศที่ปกติเราไม่ได้นึกถึง”

นักวิจัยได้ค้นพบปรากฏการณ์นี้

โดยบังเอิญขณะศึกษาเปลือกผลึกอิลาสโตเมอร์เหลว (LCE) “เพื่อนร่วมงานของฉันChris Yakacki  จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดเดนเวอร์ในสหรัฐอเมริกาและฉันเริ่มสำรวจเคมีใหม่ที่เขาพัฒนาขึ้นในเรขาคณิตของเปลือกซึ่งเป็นที่ที่ความเชี่ยวชาญของเราอยู่ เมื่อเราเริ่มได้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจ Kevin Reguengo de Sousa นักศึกษาปริญญาโทในห้องปฏิบัติการของเราแจ้งฉันว่ามีบางอย่างผิดปกติกับสีของเปลือกหอยเมื่อสังเกตในกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์โดยใส่แผ่นแลมบ์ดา”

รูปแบบคว่ำเมื่อเทียบกับเปลือกหอยที่ศึกษาก่อนหน้านี้ รูปแบบจะกลับด้าน: เปลือกหอยเก่ากลายเป็นสีน้ำเงิน เปลือกหอยใหม่กลายเป็นสีเหลือง Lagerwall กล่าวว่าจากนั้นเขาก็ตระหนักว่ากลไกการยืดตัวที่เขาและเพื่อนร่วมงานของเขากำลังใช้ในการศึกษาวัสดุเหล่านี้ (นั่นคือการใช้การไล่ระดับแรงดันออสโมติกทั่วเปลือก) ส่งผลต่อลำดับของเปลือกในวิธีที่แตกต่างโดยพื้นฐานกับการยืดแกนเดียวที่มักใช้ เมื่อทำ LCE

“ค่าพารามิเตอร์เชิงลบสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดในบอลลูนยางธรรมดาเมื่อมันถูกเป่าขึ้นเนื่องจากการยืดแบบเดียวกันเกิดขึ้น แต่การทดลองของเราแสดงให้เห็นว่าเราสะดุดกับบางสิ่งที่น่าทึ่งมากเมื่อผู้เขียนนำการศึกษาVenkata Jampaniเตรียมเปลือกหอยที่อุณหภูมิสูง กว่าปกติ เมื่อถูกทำให้เย็นลง เปลือกจะยู่ยี่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอีลาสโตเมอร์มีสถานะกราวด์ที่มีพารามิเตอร์ลำดับเชิงลบที่สำคัญ ต่ำกว่าค่าคงที่เมื่อเตรียมวัสดุในตอนแรก”

ระดับต่ำสุดทั่วโลกไม่สามารถเข้าถึงได้

ที่นี่ LCE แตกต่างจากบอลลูนยาง อย่างไรก็ตาม เขาบอกPhysics World . “เราสามารถทำความเข้าใจพฤติกรรมนี้ได้โดยพิจารณาทฤษฎีเกี่ยวกับพลังงานอิสระของวัสดุเป็นหน้าที่ของพารามิเตอร์ลำดับ ซึ่งจริง ๆ แล้วทำนายค่าต่ำสุดเพียงเล็กน้อยในท้องถิ่น โดยปกติ ค่าต่ำสุดทั่วโลกที่พารามิเตอร์คำสั่งเชิงบวก ‘ชนะ’ ใน LCE ปกติ แต่วิธีการของเราในการเตรียมวัสดุทำให้ค่าต่ำสุดทั่วโลกไม่สามารถเข้าถึงได้ ดังนั้นระบบจะไปที่ค่าต่ำสุดของพารามิเตอร์คำสั่งเชิงลบแทน”

จากข้อมูลของ Lagerwall วัสดุพารามิเตอร์ลำดับเชิงลบดังกล่าวอาจถูกนำมาใช้เพื่อสร้างตัวกระตุ้น (กล้ามเนื้อเทียม) ที่ประกอบขึ้นจาก LCE ที่เป็นบวกมาตรฐาน “วิธีทั่วไปที่สุดในการกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างใน LCE คือการให้ความร้อนและทำให้เย็นลง” Lagerwall อธิบาย “การให้ความร้อนสามารถทำได้เร็วมาก แต่ความเย็นมักจะช้า ซึ่งหมายความว่าแอคทูเอเตอร์ตอบสนองต่อความร้อนได้เร็วกว่าการทำความเย็น”

ฟิล์มคริสตัลเหลวที่ผิดหวังทำให้เครื่องยนต์นุ่มหมุนอย่างต่อเนื่องมุ่งสู่แอคชูเอเตอร์ที่เร็วและทรงพลังยิ่งขึ้น “เนื่องจาก LCE ลำดับเชิงลบมีรูปแบบการตอบสนองที่ตรงกันข้ามเมื่อเปรียบเทียบกับแบบบวก เราจึงสามารถรวมแอคทูเอเตอร์ทั้งสองประเภทเพื่อการทำงานที่รวดเร็วยิ่งขึ้นทั้งในทิศทางที่ร้อนและเย็น ที่นี่ เราจะให้ความร้อนแก่ LCE ที่เป็นบวกสำหรับการเปลี่ยนแปลงประเภทหนึ่ง และลำดับ LCE เชิงลบสำหรับการตอบสนองที่ตรงกันข้าม”

ทีมงานกล่าวว่าขณะนี้กำลังยุ่งอยู่กับการรวบรวมข้อมูลเชิงปริมาณว่าลำดับเชิงลบกำลังติดตามเทคนิคการเตรียมเปลือก LCE ที่แตกต่างกันมากเพียงใด “เรายังต้องการขยายขนาด LCE เชิงลบต่อไปเพื่อให้มีขนาดใหญ่ขึ้นและหนาขึ้น เพื่อให้ทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น” Lagerwall กล่าว “ในงานปัจจุบันของเรา ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในScience Advances  10.1126/sciadv.aaw2476เราแสดงให้เห็นว่าเราสามารถขยายขนาดอุปกรณ์ได้ แต่คุณสมบัติทางแสงของพวกมันไม่ดีเท่าในเปลือกที่บางกว่า ดังนั้นจึงยังมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุงอีกมาก”

มองทะลุกำแพงกลุ่มนี้ใช้ส่วนผสมเฉพาะของสารอินทรีย์ ซึ่งโครงสร้างอิเล็กตรอนทำให้การดูดกลืนแสงมีประสิทธิภาพมากกว่าแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนถึงร้อยเท่า ทำให้สามารถผลิตอุปกรณ์ที่มีความหนาระดับนาโนได้ ทีมงานได้ออกแบบให้อุปกรณ์ทำงานในช่วงความยาวคลื่น 630–660 นาโนเมตรโดยปรับวัสดุตามที่อธิบายไว้ในScience Advances โดยที่เนื้อเยื่อของร่างกายจะโปร่งใสที่สุดสำหรับแสง

“เทคโนโลยีที่เรากำลังพัฒนามีจุดมุ่งหมายเพื่อเป็นเทคนิคที่ง่ายที่สุดและเรียบง่ายที่สุดสำหรับการกระตุ้นเนื้อเยื่อประสาทเทียม” – Eric Glowackiผู้ตรวจสอบหลักในห้องปฏิบัติการของ Organic Electronics อธิบาย ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ที่คล้ายกันมีโอกาสในการ ใช้งาน ในร่างกายเช่นในอุปกรณ์ต่อพ่วง การกระตุ้นเส้นประสาท

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง