Cristais líquidos são uma classe de materiais macios anisotrópicos que combinam a fluidez dos líquidos com a ordem cristalina. Devido à sua notável anisotropia óptica, elétrica e mecânica, eles são amplamente aplicados nas áreas de exibição e controle óptico. Além disso, graças à sua ordem de longo alcance única, os cristais líquidos se tornaram um modelo ideal para estudar a ordenação em meios contínuos e a quebra de simetria. No entanto, essa ordenação de longo alcance não é absolutamente estável; frequentemente surgem defeitos durante o processo de auto-organização ou quando perturbados externamente. Com o desenvolvimento da física da matéria mole e da teoria topológica de campos, a compreensão dos defeitos em cristais líquidos evoluiu de “estruturas defeituosas formadas passivamente” para “unidades funcionais programáveis”. Por isso, este artigo revisa a origem, classificação, mecanismos de formação dos defeitos em cristais líquidos, bem como a construção controlada baseada em restrições de condições de contorno e perspectivas de aplicação. Primeiramente, partindo da definição física de defeitos, são abordados tipos de defeitos como deslocamentos, discordâncias e suas características topológicas; em seguida, analisa-se a relação intrínseca entre a ordenação orientacional dos cristais líquidos e a formação de defeitos; posteriormente, a partir das diferentes restrições das condições de contorno sobre o campo de orientação, são discutidas três perspectivas sobre a realização controlada dos defeitos em posição espacial e configuração: a restrição microestrutural da interface sólida, o efeito de ancoragem espontânea na interface livre e a resposta das restrições de fronteira na interface fluida macia sob a ação de um campo externo. Por fim, são previstas perspectivas de aplicação dos defeitos topológicos dos cristais líquidos em áreas avançadas como fotônica topológica, lasers ajustáveis, controle microfluídico e montagem coloidal.

cristais líquidos; defeitos topológicos; controle; orientação; interface