香港科大張銳教授課題組與中科大彭晨暉教授團隊聯(lián)合開展研究，旨在將Moiré效應拓展到控制軟物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)。團隊以液晶系統(tǒng)為例，展示如何利用Moiré效應操縱拓撲缺陷的結(jié)構(gòu)；這種方法被稱為“液晶Moiré圖案”。研究團隊結(jié)合液晶理論、自由能模擬和實驗研究了表面上不同周期錨定圖案產(chǎn)生的Moiré效應，發(fā)現(xiàn)該效應可誘導生成多樣化的、周期可調(diào)的缺陷結(jié)構(gòu)，包括直線、螺旋狀曲線、缺陷網(wǎng)絡和環(huán)等形態(tài)。通過共焦顯微鏡實驗，實驗團隊在液晶盒中成功觀察到了這些新型結(jié)構(gòu)的三維特征。這些拓撲結(jié)構(gòu)的形狀和表面錨定圖案顯著不同；這些結(jié)構(gòu)的形態(tài)、方向和周期可以通過改變旋轉(zhuǎn)角度和液晶盒的厚度來調(diào)節(jié)，并展現(xiàn)出各種低頻和高頻的幾何Moiré模式，其光學圖像區(qū)別于傳統(tǒng)的Moiré圖像。

      圖1：一維的向列相Moiré圖案中的拓撲結(jié)構(gòu)和三維網(wǎng)絡膠體組裝。

液晶Moiré圖案不僅可以形成多樣化的周期性缺陷結(jié)構(gòu)，還可以引導膠體顆粒的自組裝和成核。如圖1所示，研究團隊觀察到膠體顆粒沿著缺陷線排列，并在缺陷網(wǎng)絡中實現(xiàn)了三維自組裝。實驗團隊還發(fā)現(xiàn)，當液晶Moiré圖案中的缺陷環(huán)收縮時，這些膠體顆?？梢酝ㄟ^堵塞阻止自湮滅。此外，如圖2所示，設計精美的液晶Moiré圖案還可以生成像素化的形狀，為新型圖案設計、文件加密和防偽提供了新的可能。