Os pesquisadores de Bayreuth descobriram maneiras de controlar pequenas partículas em líquidos usando padrões magnéticos. Os resultados da pesquisa foram publicados na Nature Communications sob o título "Controle topológico simultâneo e independente de micropartículas idênticas em paisagens energéticas não periódicas."



No geral, o transporte simultâneo e independente de partículas coloidais sobre padrões magnéticos pode ser de grande utilidade em vários campos da ciência e tecnologia para produzir materiais personalizados, melhorar aplicações biomédicas, realizar testes laboratoriais ou investigar questões científicas fundamentais.

Neste trabalho teórico e experimental, Nico C.X. Stuhlmüller e o Prof Dr. Daniel de las Heras (teoria), juntamente com Farzaneh Farrokhzad e o Prof Dr. Thomas Fischer (experimentos), investigaram o transporte simultâneo e independente de partículas coloidais idênticas (partículas de tamanho nano a micrométrico suspensas em um líquido) sobre magnético. padrões.

Campos externos, como campos elétricos e magnéticos, são frequentemente usados ​​para transportar uma coleção de partículas coloidais. Partículas idênticas são então transportadas na mesma direção sob a influência do campo. Os cientistas demonstram aqui que utilizando paisagens energéticas não periódicas é possível controlar com precisão o transporte de uma coleção de partículas coloidais idênticas simultânea e independentemente.

Micropartículas magnéticas são colocadas acima de um padrão magnético. O padrão é feito com regiões magnetizadas para cima e para baixo dispostas de forma diferente dependendo da posição sobre o padrão. O transporte é então conduzido por loops de modulação da orientação de um campo magnético externo. Uma paisagem energética complexa, dependente do tempo e não periódica, emerge devido ao acoplamento entre o campo magnético externo e o campo criado pelo padrão.

Trajetórias arbitrariamente complexas e personalizadas de várias partículas coloidais idênticas podem ser codificadas simultaneamente no padrão ou nos loops de modulação. A título de ilustração, os cientistas mostram como partículas coloidais idênticas, sob a influência do mesmo circuito de modulação, podem escrever as primeiras 18 letras do alfabeto.

Além do seu interesse fundamental, este trabalho abre novos caminhos para a automontagem reconfigurável na ciência coloidal e tem aplicações potenciais em dispositivos multifuncionais lab-on-a-chip. Um controle direcionado preciso e simultâneo de partículas coloidais usando campos magnéticos pode ser usado, por exemplo, para desenvolver sistemas microfluídicos que transportam partículas para testes laboratoriais e diagnósticos médicos.

Mais informações: Nico C. X. Stuhlmüller et al, Controle topológico simultâneo e independente de micropartículas idênticas em paisagens energéticas não periódicas, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43390-0
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Universidade de Bayreuth