p Em um novo estudo publicado na semana passada em Avanços da Ciência , pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) criaram minúsculos vórtices de partículas magnéticas, fornecendo uma visão sobre o comportamento que governa esses sistemas - o que abre novas oportunidades para materiais e dispositivos com novas propriedades. p O físico de Argonne Alexey Snezhko e seus colegas derrubaram uma pilha de minúsculas micropartículas magnéticas, cada um quase tão grande quanto o diâmetro de um fio de cabelo humano, em um prato de líquido com um fundo côncavo. Em seguida, eles aplicaram um campo magnético oscilante e ajustaram os parâmetros, observar o comportamento das partículas à medida que começaram a rolar. Com as configurações certas, as partículas aglutinaram-se espontaneamente em um vórtice rodopiante.

p "É um pouco como se você jogasse aleatoriamente um monte de bolas em uma mesa de bilhar, e eles começaram a girar em um círculo enquanto rolavam, "Snezhko disse." Nosso estudo envolve mapear este sistema ativo e seus comportamentos, que pode inspirar novos materiais e dispositivos com recursos exclusivos. "

p A descoberta é de interesse no campo crescente denominado "matéria ativa" ou "sistemas ativos, "em que grupos de agentes individuais usam energia de seus ambientes para formar sistemas organizados. Isso descreve o comportamento de bandos de pássaros, cardumes de peixes e até mesmo a maneira como nossas células constroem suas estruturas internas.

p Princípios semelhantes governam o comportamento desses sistemas, apesar de sua composição e origens muito diferentes, e os cientistas querem aproveitar esses princípios para construir novos materiais ativos com propriedades únicas, como materiais que podem curar a si mesmos, alterar suas propriedades em resposta a estímulos externos ou fornecer novas funcionalidades.

p Por exemplo, Snezhko disse, os vórtices poderiam ser usados ​​para transportar carga em minúsculos dispositivos microfluídicos - como biochips ou labs-on-a-chip - ou para criar movimentos de fluidos em redemoinho ao redor deles para misturar componentes em microescala.

p Snezhko e seus colegas também descobriram que o "ruído" das imperfeições da superfície das partículas costumava ser a chave para desencadear o comportamento de flocking.

p Ao contrário de estudos anteriores em sistemas semelhantes em Argonne que descobriram, por exemplo, como formar cobras móveis a partir de micropartículas, que só pode ser montado na superfície de um líquido, esses vórtices existem no líquido a granel - no fundo sólido de um recipiente cheio de líquido. Isso oferece mais versatilidade para quem deseja criar máquinas minúsculas usando esses princípios.