At skabe sammenhængende enhedsbevægelse baseret på koordinerede mikroskopiske bevægelser

I den aktuelle undersøgelse satte forskerne sig for at skabe et kunstigt materiale, der kunne genskabe bevægelsen af ​​naturlige systemer. Konkret rapporterede forskerne, at omkring ti milliarder kolloidt spredte nanoark i vandige medier kunne lokkes til at fungere sammenhængende for at generere en forplantende makroskopisk bølge i en ikke-ligevægtstilstand. Nanoarkene blev oprindeligt induceret til at vedtage en cofaciale geometri med en stor og ensartet plan-til-plan afstand på cirka 420 nanometer. I det væsentlige blev de holdt på plads af den konkurrerende elektrostatiske frastødning og van der Waals tiltrækning mellem de negativt ladede nanoark. Da forskerne svækkede den frastødende kraft ved at tilføje ioner til opløsningen, blev nanoarkene tættere på, efterhånden som frastødningen blev svækket. Dette skabte en bølge, der spredte sig gennem materialet. Bølgen var også i stand til at transportere mikropartikler i en ensartet retning og hastighed.

Ifølge Koki Sano, den første forfatter til papiret, "Det var meget spændende at se mikropartiklerne rent faktisk bevæge sig gennem materialet. Vi ved, at denne form for bevægelse er meget almindelig i naturen, så det var bestemt en præstation at se, at vi kunne faktisk replikere det på en eller anden måde."

Yasuhiro Ishida fra RIKEN CEMS, en af ​​lederne af forskningsgruppen, sagde:"Forskere har tidligere forsøgt at replikere naturen ved at skabe makroskopiske bevægelser ved hjælp af koordineret bevægelse af bittesmå komponenter, men det syntes vanskeligt at opnå. Vores tilgang var anderledes, idet den individuelle enheder blev ikke knyttet gennem bindinger, men snarere holdt på plads af konkurrencen mellem attraktive og frastødende kræfter. Vi håber, at denne opdagelse vil give et generelt princip for at designe en makroskopisk maskine ud fra et stort antal små komponenter." + Udforsk yderligere

Et formskiftende materiale baseret på uorganisk materiale