Defekter som bryter symmetrin för annars ordnat material kallas topologiska defekter. I fasta kristaller, de kallas dislokationer eftersom de avbryter det regelbundet strukturerade atomgitteret. I kontrast, topologiska defekter som kallas disclinationer har formen av slingor i flytande kristaller av den nematiska sorten, vars långsträckta molekyler ser ut som en fiskstim. Nya experiment som stöds av en teoretisk modell visar hur defekter som bildar öglor runt vridna plastfibrer doppade i flytande kristall kan användas för transport av biokemiska ämnen, när de styrs av elektriska och magnetiska fält.

Publicerad i EPJ E , dessa resultat - uppnått av Mallory Dazza från Ecole normale supérieure Cachan, Frankrike, och kollegor - har potentiella tillämpningar inom elektro -optiska mikromekaniska och mikrofluidiska system.

Frukten av en portugisisk, Slovenska och franska samarbete, detta arbete fokuserar på defekter som kallas 'captive disclination loops'. Författarna bestämde sig för att manipulera dessa öglor som stabiliserats genom att omringa vridna fibrer, som ett halsband, genom att applicera ett magnetfält som är snett på fibrerna. Dazza och hennes kollegor fann att slingor är känsliga för om fibrerna vrids på höger- eller vänsterhänt sätt. Denna handhet är en egenskap som är infödd i cellulosafibrer eller kan induceras av en enkel vridning i plastfibrer.

Författarna fann också att lutningen på en slinga är proportionell mot vinkeln på fiberns vridning. Detta fick dem att inse att lutningen ökar när ett elektriskt eller magnetiskt fält appliceras vinkelrätt mot fibern.

Dessutom, slingorna har förmågan att röra sig vid en translationell rörelse när ett magnetfält appliceras i en riktning sned mot fibern. Detta innebär att genom att tillämpa ett sådant fält, det är möjligt att kontrollera transporten av molekyler som är fångade inuti slingorna, rör sig längs fibrerna.