科技日報合肥4月17日電 (記者吳長鋒)記者17日從(cong) 中國科學技術大學獲悉，該校物理學院彭晨暉教授團隊，利用光驅動偶氮苯分子的協同效應誘導液晶分子的集體(ti) 運動及重新排列，同時引發向列相中向錯線的時空演變，從(cong) 而實現了膠體(ti) 顆粒的集體(ti) 傳(chuan) 遞和可重構自組裝。研究成果日前發表於(yu) 《美國科學院院刊》。

　　液晶是一類分子取向長程有序的各向異性材料，其在顯示、感應、光子器件等領域有廣泛應用。研究團隊首先利用自搭建的裝置，通過預設計的方式控製偶氮苯分子機器排列，從(cong) 而控製液晶微結構自組裝，並製備了可編程控製的向錯線網絡。在光驅動作用下，偶氮苯分子機器的協同作用引起襯底表麵液晶微結構分子取向的變化，從(cong) 而引發樣品內(nei) 部向錯網絡的群體(ti) 動力學形態變化。如果將膠體(ti) 顆粒置於(yu) 此遠離平衡態的係統中，隨著光驅動向錯線網絡的形變，膠體(ti) 顆粒可以被靈活地撿起、運輸和重新組裝。不僅(jin) 如此，膠體(ti) 自組裝的集體(ti) 運輸和重組還可以通過控製照射光的偏振方向，控製它們(men) 運輸的方向和方式，比如平移、以順時針方向或者逆時針方向旋轉，從(cong) 而實現了微米尺度膠體(ti) 顆粒的可編程自組裝。

　　研究過程中，研究團隊還闡明了，預設計的拓撲缺陷如何控製膠體(ti) 顆粒在向錯線上的運動機製，此機製由液晶局部預設計的展開和彎曲形變的彈性特性來決(jue) 定。因此，此光驅動可編程膠體(ti) 自組裝的物理機製在於(yu) ，通過光照使納米尺度的分子機器進行協同重組，利用分子機器與(yu) 液晶分子的相互作用控製納米尺度液晶分子取向的變化。由於(yu) 液晶分子具有長程有序的特性，引發表麵宏觀尺度液晶分子取向的變化。此宏觀變化進一步通過表麵錨定驅動樣品內(nei) 部液晶微結構的變化，從(cong) 而實現了宏觀尺度的向錯線網絡和膠體(ti) 自組裝的重構。

　　研究人員表示，這項研究不但闡明了如何利用預設計的拓撲缺陷和遠離平衡態的向錯線網絡控製可編程膠體(ti) 自組裝的新機製，同時也為(wei) 設計智能複合材料開辟了新方向。