科学家利用液晶材料创造出全球首个肉眼可见的“时间晶体”，这项突破性成果近日发表于国际权威期刊《自然・材料》。研究团队通过操控棒状液晶分子，成功实现了时间维度上的周期性运动，首次让这种特殊物质相态以直观的动态形式呈现于世人眼前。
该研究的灵感源自2012年诺贝尔物理学奖得主弗兰克・维尔切克提出的理论设想。与传统晶体中原子保持静态排列不同，时间晶体的粒子结构会随时间呈现周期性变化。此前虽有多项实验证实其存在，但受限于观测手段，始终未能突破微观尺度。此次科罗拉多大学团队通过创新实验设计，将显示面板常用的液晶材料与染料分子结合，在特定光照条件下激发出持续稳定的螺旋运动。
实验装置中，涂覆染料的玻璃片夹持着棒状液晶分子。当特定波长的光线照射时，分子群自发形成周期性扭结结构，这些动态“扭结”不仅维持时间长达数小时，更通过相互作用产生复杂的循环图案。项目负责人伊万・斯马柳赫教授形容这种自组织现象如同“分子芭蕾”，强调其无需复杂调控，仅需光照即可启动的特性。
研究团队特别指出，该时间晶体展现出优异的环境适应性。在实验过程中，即使样本温度发生显著变化，分子运动模式仍保持稳定。这种鲁棒性为实际应用开辟了可能性，例如开发基于时间晶体动态特征的防伪技术——将不同运动模式的时间晶体嵌入纸币，形成独特的“时间水印”；或通过多层堆叠构建高密度时间“条形码”，实现新型数据存储方案。
论文第一作者赵汉卿博士透露，实验中观察到的动态图案复杂度远超预期，某些结构甚至呈现出分形特征。研究团队目前正探索不同光照条件对晶体形态的影响，并尝试引入电场调控以扩展其功能维度。斯马柳赫教授强调，这项技术具有跨学科应用潜力，从光学器件到量子计算都可能产生创新突破。
