Ученые Университета Райса нашли то, что возможно самой несложной формой передвижения в путешествиях частиц масштаба микрона, каковые, связанных и стимулирует магнитное поле.В Рисовой лаборатории химического и биомолекулярного инженера Сибэни Лайзы Бисвал исследователи поместили намагниченные сферы разных размеров в ответ. В то время, когда подвергнуто «эксцентричному магнитному полю», сферы самособрались, и меньшие сферы, приложенные виртуальными стержнями, проследили неотёсанные орбиты до одной стороны их более больших партнеров.В сущности мелкие бусинки копировали перемещение однорукого пловца, делающего брасс.
Исследователи нашли, что они имели возможность руководить магнитным полем прямым пловцам через жидкость на уровне практически микрона в 60 секунд. Свойство может в конечном итоге сделать их подходящими как транспортные средства доставки лекарственных средств.
Явление – предмет статьи в издании Royal Society of Chemistry Мягкий Вопрос.«Был громадной недавний интерес к системам и активному вопросу, каковые показывают коллективное поведение», сообщил Бисвал. «Мы привыкли видеть это в том, как свора птиц либо рой бактерий, но сейчас мы видим его в синтетических материалах, каковые кроме этого показывают свойство соединиться между собой.
«Магнитные поля показались в качестве метода быть в состоянии вынудить частицы делать кое-какие увлекательные вещи», сообщила она.Рисовый выпускник и ведущий создатель Ди (Дэниэль) Дю нашли пловцов, обучаясь, как парамагнитные коллоидные частицы отвечают на вращающееся магнитное поле, предмет нескольких недавних статей лаборатории Biswal.«в один раз я осознал, что кое-какие из них плавают», сообщил Дю. «Я весьма интересовался этим, так, я изучил это определенное явление передвижения под низким числом Рейнольдса».
Число Рейнольдса определяет количество, как объекты перемещаются в жидкости довольно их вязкости, сообщил он. «Так, если Вы видите плавание, это указывает, что имеется что-то продолжение.«Мы поняли, что при некоторых событиях, в особенности при эксцентричном магнитном поле, эти частицы самособираются в пловца, и это делается предлогом», сообщил Дю.
Эксцентричный свидетельствует, что центр вращающегося магнитного поля не центр коллоида, но перемещает его окружность. В их опытах исследователи нашли, что они имели возможность руководить орбитой небольшой частицы, изменяя источник питания к четырем управляемым компьютером электромагнитам, каковые окружают ответ.
Частицы приложены лишь магнитным полем, дав меньшую одну свободу переместиться в подобное плаванию перемещение с долгим ведущим ударом и маленьким обратным ходом. Исследователи назвали это брассом, по причине того, что, как для людских пловцов, удар не требует, дабы он сломал поверхность ответа.Дабы оставаться с темой, Дю назвал громадные частицы «маленькие» руками и «туловищами».
Свойство пловцов переместиться разрешенный его, дабы потребовать они были еще более несложными, чем «самые простые пловцы», созданные нобелевским лауреатом Эдуардом Перселлом. Перселл проектировал теоретические устройства трех жёстких прутов, связанных двумя стержнями, любой стержень, воображающий одну степень свободы, и полагал, что они были самой несложной конфигурацией для устройства, которое имело возможность плавать, «если Вы перемещаете стержни указанным методом», сообщил Дю.«Но отечественный в действительности более несложен», сообщил он, «потому, что я сократил число жёстких компонентов от прототипа Перселла».
Дю заявил, что моделирования и эксперименты продемонстрировали пловцам с многократными туловищами, и руками возможно было руководить, не смотря на то, что их скорость изменилась в зависимости от силы области и – в моделированиях – на Броуновском перемещении, вездесущем, напряжении молекул и случайном толчке в жидкостях и газах.В тестах с пловцами многократной частицы сообщил Дю, кое-какие руки будут дрейфовать мало потом от туловища, чем другие. Потому, что эта «фрагментация руки» оказывала влияние на скорость пловца, помогло теориям встряски Дю о том, как частицы отвечают на Броуновское перемещение.
«Лишь, в то время, когда имеется Броуновское перемещение, делают мы видим эту фрагментацию», сообщил он. «С Броуновским перемещением отечественные моделирования соответствуют итогам опыта; время от времени фрагментация заставляет пловцов плавать медленнее, и время от времени стремительнее. Без Броуновского перемещения имеется огромная отличие».Прошлые изучения о «теореме гребешка» продемонстрировали, что Броуновское перемещение может оказывать влияние на перемещение вещей с оплатой перемещения, как гребешок, что и закрывается, не продвигая себя, но все еще перемещается непоследовательно.
Руки в движении пловцов Дю невзаимным методом – ведущий удар более долог, чем обратный движение – но он продемонстрировал, что их скорость кроме этого под влиянием Броуновского перемещения.Дю заявил, что будет вероятно приложить лиганды либо белки к громадным частицам для доставки к клеткам либо вторым биологическим расположениям, и все транспортное средство могло быть перемещено с двумя магнитными катушками в углах в 90 градусов.
«Так пловцы имели возможность помогать микророботами», сообщил он.