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 液晶（Liquid crystal）是處于液態(tài)和晶體態(tài)之間的一種物質(zhì)的過(guò)渡態(tài)，是有別于液體和晶體的一種獨(dú)立的物質(zhì)形態(tài)，處于液晶態(tài)的物質(zhì)既具有液體的流動(dòng)性和連續(xù)性，又部分具有晶體分子的有序性和光學(xué)各向異性，從而形成在物質(zhì)性質(zhì)上呈現(xiàn)各向異性的流體。

跟傳統(tǒng)液體不同的是，液晶顯示出統(tǒng)一的分子順序和取向，這為自主材料的構(gòu)建提供了潛力。晶體內(nèi)部的缺陷本質(zhì)則是微小的膠囊，它可以作為化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所或在類似電路的裝置中作為貨物的運(yùn)輸容器。

為了創(chuàng)造可用于技術(shù)領(lǐng)域的自主材料，科學(xué)家們往往需要找到一種方法讓這些材料能在控制運(yùn)動(dòng)方向的同時(shí)自我推動(dòng)自己的缺陷。現(xiàn)在，芝加哥大學(xué)的研究人員就找到了這樣的方法，使液晶的運(yùn)動(dòng)得以被控制和引導(dǎo)。

為了制造“活性”液晶，研究人員使用了構(gòu)成細(xì)胞骨架的肌動(dòng)蛋白絲。另外，他們還加入了運(yùn)動(dòng)蛋白，這是一種生物系統(tǒng)用來(lái)在肌動(dòng)蛋白絲中發(fā)揮力量的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)基本會(huì)沿著纖維“行走”從而讓晶體發(fā)生移動(dòng)。

事實(shí)上，液晶態(tài)物質(zhì)普遍存在于生物體內(nèi)。生物體內(nèi)的四大有機(jī)化合物——蛋白質(zhì)、核酸、脂類、多糖等的分子鏈上多有苯環(huán)和能夠形成氫鍵的極性基團(tuán)及不對(duì)稱原子，具備形成液晶態(tài)的條件，可以形成溶致型液晶。探索這些有機(jī)生物大分子的液晶行為，是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。

基于此，研究人員還聯(lián)合跟斯坦福大的團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了由光敏蛋白驅(qū)動(dòng)的活性液晶，這種蛋白在光照下活性增強(qiáng)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬模型預(yù)測(cè)他們可能制造的缺陷并在液晶中創(chuàng)造局部活動(dòng)模式來(lái)操縱它們。

在最后的驗(yàn)證中，研究人員展示了如何將其用于制造微流體設(shè)備，并展示了如何控制這些材料。有了這樣的材料，流體就可以在沒(méi)有泵或壓力的情況下自動(dòng)傳輸，進(jìn)而為將復(fù)雜的行為編程到主動(dòng)系統(tǒng)打開大門。