Krystallisation af kolloider fastgjort til olie-vand-grænsefladen, som reagerer på laserbelysning

Et team af forskere ved University of Cambridge har udviklet en metode til krystallisation af kolloider fastgjort til en olie-vand-grænseflade som svar på laserbelysning. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver deres metode og mulige anvendelser for den.

En af de grundlæggende ideer i fysikverdenen er, at når partikler suspenderes i en væskegradient, de bevæger sig fra varmere områder til køligere områder. I denne nye indsats, forskerne har påvist en undtagelse fra den regel - kolloider, der krystalliserer, når væsken omkring dem bliver varmere.

Arbejdet gik ud på at placere mikrometerstore kugler af polystyren (partikler) i en blanding af vand og olie og derefter skinne et lys på blandingen for at tvinge den til at blive varmere. Men de tilføjede også noget andet - DNA "tethers", der begrænsede partiklerne.

I deres opsætning, en dråbe olie blev lagt i en lille tank med vand. Olien flød ovenpå, danner en slags ø, helt omgivet af vandet. Polystyrenkuglerne blev derefter tilsat blandingen - DNA-binderne tillod dem at bevæge sig frit rundt i vandet, men forhindrede dem i at komme ind i oliedråben. Næste, holdet fangede en af ​​boldene med en laserstråle, hvilket tvang temperaturen omkring bolden til at stige, skabe en gradient i vandet.

Som resultat, partiklen bevægede sig mod olien, som satte en strøm i gang nær kanten af ​​oliedråben. Den væskestrøm trak på andre bolde, der var i nærheden af ​​den, der blev opvarmet, pakke dem ind i en krystal. Det overordnede uddrag fra dette eksperiment var, at krystallisering af bundne kugler kunne opnås ved blot at tænde en lille laser - og at det lige så nemt kunne fortrydes ved at slukke for laseren. Forskerne havde skabt et omskiftersystem, der muliggjorde on-demand krystallisering ved hjælp af kolloider. Værket demonstrerer en laserbaseret metode til at manipulere partikler, der ikke selv er fanget. Forskerne bemærker, at et sådant system kan vise sig at være nyttigt til at udvikle nye slags pincetter i mikrometerstørrelse.

© 2020 Science X Network