میکروسیمرها ریز ذرات بی جان هستند ، اما مانند پروانه ها به سمت نور حرکت می کنند


ذرات ژانوس زیر میکروسکوپ الکترونی. ریز کفهای دی اکسید تیتانیوم فقط بزرگتر از یک میکرومتر هستند. حق چاپ: گروه سیمچن

گروه Fregeist در TU درسدن ، به سرپرستی دکتر جولیان سیمچن ، شیمی دان ، رفتار چشمگیر میکرو شناورهای مصنوعی را مطالعه کردند: هنگامی که ذرات فوتوکاتالیستی از یک منطقه روشن خارج شدند ، آنها به طور مستقل تبدیل شده و دوباره به نور شنا می کنند. این مشاهده امیدوار کننده و تحلیل آن اخیراً در یک مجله علمی منتشر شده است پارچه نرم به عنوان مقاله “محقق در حال ظهور”.

دکتر جولیان سیمچن از TU درسدن فریجیست در حال بررسی حرکت ریز شناورهای مصنوعی در مایعات با گروه تحقیقاتی چندرشته ای خود در رشته های مختلف است. هدف آن این است که بتواند این ریز ذرات بی جان را به خودی خود در یک جهت خاص حرکت دهند و بنابراین در آینده در فن آوری حسی یا تمیز کردن بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرند. این شیمی دان در مصاحبه با بنیاد فولکس واگن توضیح داد: “در واقع ، این کمی شبیه بازی های رایانه ای در آزمایشگاه است.”

گروه سیمچن با اصطلاح “ذرات ژانوس” کار می کنند. آنها از بدنه ای از دی اکسید تیتانیوم با دو طرف با پوشش های مختلف تشکیل شده اند: یک طرف آن دارای لایه ای فعال از نظر نیلی و طلا است ، و طرف دیگر درمان نشده است. از دی اکسید تیتانیوم به عنوان سفید کننده استفاده می شود ، به عنوان مثال در رنگ دیوار ، اما با نور نیز واکنش می دهد. در نتیجه ، ذرات ژانوس فتوکاتالیستی هستند ، به این معنی که به محض برخورد نور با آنها ، واکنش های شیمیایی رخ می دهد که باعث حرکت می شوند.

این گروه اکنون پدیده ای بسیار غیرمعمول در حرکت ذرات ژانوس را مشاهده و تجزیه و تحلیل کرده اند: به محض اینکه ذرات از منطقه زیر میکروسکوپ نورانی خارج شوند ، خود به خود چرخانده و به عقب شنا می کنند ، رفتاری که در واقع فقط برای میکروارگانیسم ها شناخته شده است. اما چگونه می توان چنین رفتار پیچیده ای را در ریز شناورهای مصنوعی ایجاد کرد؟

نویسنده اول لوکاس نیزی و دکتر سیمچن توانستند نشان دهند که در حالی که ذرات در نور فعال هستند ، جهت حرکت شنا آنها با ترکیبی از اثرات فیزیکوشیمیایی تثبیت می شود. به محض اینکه ذرات دیگر در معرض نور قرار نگیرند ، هیچ تبدیل انرژی وجود ندارد و جهت حرکت دیگر پایدار نیست. لوكاس نیزی توضیح می دهد: “در این حالت ، حركت طبیعی حرارت (حركت براونی) رخ می دهد. این باعث می شود كه ذرات در عمل بچرخند و سپس در ناحیه باز شناور شوند.”

“این واقعیت که اثرات ساده ای مانند Brownian Motion می تواند منجر به چنین رفتار پیچیده ای شود ، خصوصاً از نظر تکامل و توسعه توانایی ها بسیار حیرت انگیز و چشمگیر بود. ما می توانیم از این ویژگی برای کنترل هدفمند ربات های ریز استفاده کنیم. که ذرات آلوده کننده ها را از مایعات فیلتر کرده و از بین می برند یا مواد مخدر را از طریق بدن منتقل می کنند و حتی ممکن است اطلاعات را نیز منتقل کنند. “دکتر سیمهن می گوید:


ریز شناورهای اپتو-ترموالکتریک


اطلاعات بیشتر:
لوکاس نیسه و همکاران فوتوتاکسی صریح با حرکت براونی فعال می شود ، پارچه نرم (2020) DOI: 10.1039 / D0SM01603A

تهیه شده توسط دانشگاه صنعتی درسدن

نقل قول: میکروسویمرها ریز ذرات بی جان هستند ، اما مانند پروانه ها به سمت نور حرکت می کنند (2020 ، 27 نوامبر) ، در تاریخ 27 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-microswimmers-inanimate-microparticles- بازیابی می شود پروانه ها. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*