材料科学：自己報告性と自己調節性を有する液晶

液晶（LC）は、結晶の長距離秩序と液体の流動性を併せ持つ異方性流体である。この特性の組み合わせは、電場変化（スマートフォンのディスプレイ）、温度変化（温度計）、機械的せん断、化学的刺激や生物学的刺激の到達（センサー）などの環境に関する情報を光学的に報告する再構成可能な材料を開発するために広く用いられている。しかし、環境について報告するだけでなく自己調節性化学的相互作用を通して環境を変えられる応答性材料は、まだ実現していない。今回我々は、さまざまな刺激がきっかけとなって、最初にLC内に閉じ込められた微小カーゴ（微小水性液滴や微小固体粒子とそれに内包される化学物質）のパルス的（単発的）な放出や連続的放出が可能になることを示す。得られたLC材料は、多様な形状（井戸、膜、エマルション液滴など）において弾性力、電気二重層力、浮力、せん断力の相互作用を通して事前にプログラムできる方法で、対象となる物理学的、化学的、生物学的事象に対する化学的応答を自己報告し自己調節する。こうしたLC材料は、刺激（例えば運動性細菌によって生じる機械的せん断応力）を光学的に報告した後、フィードバックループを介して自己調節的に応答する（例えば細菌の細胞死に必要な最小量の殺生物剤を放出する）など、微小カーゴ放出の制御に使用される従来の材料の機能を超える複雑な機能を実行できる可能性がある。

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