韩联社6月1日报道，韩国科学技术院(KAIST)下属的纳米科技研究院的尹东基教授称，他所在的研究团队已经查明液晶缺陷层的形态相变过程，借此或可揭示宇宙构造原理。该项研究成果Morphogenesis of liquid crystal topological defects during the nematic-smectic A phase transition于5月30日在国际顶尖学术杂志《自然》的子刊“自然通讯”(Nature Communications)在线发表。研究团队通过在水上制造较薄的液晶膜来使液晶分子能够自由移动。

  在该环境下，如果温度发生变化，则构成结构体的分子与分子间发生相互作用，因为这种液晶缺陷的拓扑相变现象相较于基板上的表面效果更为明显，所以可以持续进行观察。如果对该相变过程进行细致观察的话，就可以通过这种中间态的缺陷构造，逆向查找出第一个缺陷形态及构成分子的排列情况。

  兼有固体及液体部分性质的“液晶”的缺陷层，在拓扑学上，与黑洞有着相似的构造。因此，研究液晶的缺陷层，对于解开宇宙的构造之谜也有帮助。

  液晶材料一般用来生产液晶显示器(LCD)及光学传感器。在生产过程中，尽可能的减少液晶的缺陷层有助于提升产品的性能。但是，就物质特性而言，液晶缺陷层的存在是无法改变的现实。

  据KAIST介绍，缺陷层的拓扑相变现象，在基础科学研究领域十分重要，相关的研究成果甚至曾于去年获得诺贝尔物理学奖。许多科学家以此为基础来研究宇宙银河系的拓扑学原理。

  尹东基教授的研究团队所研究的缺陷拓扑构造，其大小要用光学显微镜才可以观察到。因为缺陷相变的持续时间可以有几秒乃至几分钟之久，因此比较容易进行观察。

  KAIST的相关人士补充称，液晶材料形成的缺陷构造以一个奇点为中心，可以呈现放射形、圆形、螺旋形等形态。

  尹东基教授称，转变思路，就可以看到别人无法看到的内容。相信这次液晶缺陷成果的取得，不但可以促进相关产业发展，对于推进基础科学研究来讲，也将有所帮助。

  该研究课题获得来自韩国未来创造科学部及韩国研究财团共同推动的“未来希望交叉技术开拓事业”及“新兴研究支援事业”的资助支持。

  原文链接：https://www.nature.com/articles/ncomms15453