Физики нарисовали с помощью лазера радостных человечков и сердечки микроразмеров  + видео

Физики нарисовали с помощью лазера радостных человечков и сердечки микроразмеров + видео

Новости науки и техники Комментариев к записи Физики нарисовали с помощью лазера радостных человечков и сердечки микроразмеров + видео нет

Метод основан на добавлении к воде фоточувствительного поверхностно-активного вещества (ПАВ), освещение которого лазером приводит к созданию быстрых течений воды, увлекающих частицы.

Российско-германская исследовательская команда, куда входит Ольга Виноградова, профессор физфака МГУ, описала новый метод управления микрочастицами на твердой поверхности в водной среде. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Manipulation of small particles at solid liquid interface: light driven diffusioosmosis

The strong adhesion of sub-micron sized particles to surfaces is a nuisance, both for removing contaminating colloids from surfaces and for conscious manipulation of particles to create and test novel micro/nano-scale assemblies. The obvious idea of using detergents to ease these processes suffers from a lack of control: the action of any conventional surface-modifying agent is immediate and global. With photosensitive azobenzene containing surfactants we overcome these limitations. Such photo-soaps contain optical switches (azobenzene molecules), which upon illumination with light of appropriate wavelength undergo reversible trans-cis photo-isomerization resulting in a subsequent change of the physico-chemical molecular properties. In this work we show that when a spatial gradient in the composition of trans- and cis- isomers is created near a solid-liquid interface, a substantial hydrodynamic flow can be initiated, the spatial extent of which can be set, e.g., by the shape of a laser spot. We propose the concept of light induced diffusioosmosis driving the flow, which can remove, gather or pattern a particle assembly at a solid-liquid interface. In other words, in addition to providing a soap we implement selectivity: particles are mobilized and moved at the time of illumination, and only across the illuminated area.

http://www.nature.com/articles/srep36443

Под действием света определенной длины волны ПАВ способно менять свою конформацию: в одном состоянии оно напоминает палочку, а в другом — галочку. Если на раствор такого ПАВ посветить лазером, то молекулы, попавшие в световое пятно, поменяют конформацию, а в системе появится перепад концентрации «палочек» и «галочек». Физики объяснили, что возникающий перепад концентраций вблизи заряженной твердой поверхности приводит к возникновению необычного эффекта: диффузио-осмотического течения воды. Эффект заключается в том, что маленькие частицы, лежащие на поверхности, увлекаются жидкостью и двигаются вместе с ней.

Авторы работы показали, что, правильно подобрав длину волны лазера, можно заставлять частицы двигаться в нужном направлении: выталкивать их из освещенного пятна или же, наоборот, стягивать к его центру. Систему удалось описать теоретически, что позволило найти оптимальные режимы, при которых скорость жидкости максимальна. Оказалось, что диффузио-осмотическое течение очень чувствительно к тому, соленая вода в системе или пресная: в первом случае скорость может упасть в несколько раз.

Ученые нашли несколько практических приложений для нового метода. Например, можно очищать поверхности от посторонних загрязнений без риска повреждения — например, такие деликатные поверхности, как полупроводниковые кристаллы для микроэлектроники. А также можно создавать на поверхности упорядоченные массивы микро- и наночастиц нужной формы и размера.

Источник: https://scientificrussia.ru/articles/uchenye-nauchilis-upravlyat-mikrochastitsami-v-vodnoj-srede-s-pomoshchyu-lazera

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top