Os painéis na borda da figura mostram um traço de tempo (sentido horário) das imagens de vídeo-microscopia do aprisionamento induzido pela luz e liberação de grandes coloides de poliestireno 0,53 μm amarrados à interface água-óleo (a barra de venda é de 20 μ m). Crédito: Cartas de revisão física (2020). DOI:10.1103 / PhysRevLett.125.068001
Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveu um método para a cristalização de coloides presos a uma interface óleo-água em resposta à iluminação a laser. Em seu artigo publicado na revista Cartas de revisão física , o grupo descreve seu método e possíveis usos para ele.
Uma das idéias básicas do mundo da física é que, quando as partículas estão suspensas em um gradiente líquido, eles se movem de áreas mais quentes para áreas mais frias. Neste novo esforço, os pesquisadores demonstraram uma exceção a essa regra - os colóides se cristalizam quando o líquido ao redor deles fica mais quente.
O trabalho envolvia colocar bolas de poliestireno (partículas) do tamanho de um micrômetro em uma mistura de água e óleo e, em seguida, iluminar a mistura para forçá-la a esquentar. Mas eles também acrescentaram algo mais - "amarras" de DNA que restringiam as partículas.
Em sua configuração, uma gota de óleo foi colocada em um pequeno tanque de água. O óleo flutuou no topo, formando uma espécie de ilha, completamente rodeado pela água. As bolas de poliestireno foram então adicionadas à mistura - as amarras de DNA permitiram que elas se movessem livremente na água, mas os impediu de entrar na gota de óleo. Próximo, a equipe prendeu uma das bolas com um feixe de laser, que forçou a temperatura ao redor da bola a subir, criando um gradiente na água.
Como resultado, a partícula se moveu em direção ao óleo, que desencadeou um fluxo próximo à borda da gota de óleo. Esse fluxo de fluido puxou outras bolas que estavam perto daquela que foi aquecida, embalando-os em um cristal. A conclusão geral desse experimento foi que a cristalização de bolas presas poderia ser alcançada simplesmente ligando um pequeno laser - e que poderia ser facilmente desfeita desligando o laser. Os pesquisadores criaram um sistema de comutação que permitia a cristalização sob demanda usando coloides. O trabalho demonstra um método baseado em laser para manipular partículas que não estão presas. Os pesquisadores observam que esse sistema pode ser útil no desenvolvimento de novos tipos de pinças do tamanho de um micrômetro.
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