Учёные научились манипулировать макроскопическим движением на микроуровне

Ученые приблизились к созданию устройств, которые могут создавать когерентное движение в макроскопическом масштабе за счёт механизмов в микромасштабах.
Учёные научились манипулировать макроскопическим движением на микроуровне

Такой способ передвижения ближе к живым организмам, чем к рукотворным механизмам.

Что было сделано? Исследователи использовали титановые нанолисты, расположенные в водном растворе.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Листы удерживались на месте за счет встречного воздействия электростатического отталкивания и ван-дер-ваальсова притяжения между отрицательно заряженными нанолистами. Когда исследователи ослабили силу отталкивания, добавив в раствор ионы, нанолисты сблизились. Это создало волну, которая распространилась по материалу. Волна также была способна переносить микрочастицы в одном направлении с одинаковой скоростью. Аналогично, например, двигаются человеческие мышцы и реснички бактерий. Именно поэтому живые организмы могут двигаться так плавно и сложно, в отличие от механизмов.

Так выглядит перенос микрочастиц
Так выглядит перенос микрочастиц
RIKEN
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Исследователи и раньше пытались пытались воспроизвести природные явления, создавая макроскопическое движение с помощью согласованного движения микрокомпонентов. Но это было сложно. Новый подход отличается тем, что отдельные элементы не были скреплены с помощью связей, а удерживаются на месте за счет конкуренции между силами притяжения и отталкивания.

Зачем это нужно: это поможет выявить общий принцип конструирования макроскопических машин из огромного количества микрокомпонентов.