Ang mga walang buhay na microparticle ay sumasalamin sa kumplikadong pag-uugali

Janus particle sa ilalim ng isang electron microscope. Ang mga titer ng titanium dioxide ay bahagyang lumampas sa isang micrometer. Copyright: Grupo ng Simmchen

Ang empleyado ng TU na si Dresden Freigeist, si Dr. Juliana Simchen, kasama ang kanyang multidisciplinary junior research team ay sinisiyasat ang kilos ng mga synthetic microfibers sa mga likido. Ang layunin nito ay upang paganahin ang mga walang buhay na microparticle na ito upang lumipat sa isang tiyak na direksyon sa kanilang sarili at sa gayon sa hinaharap na gamitin ang mga ito sa pandama teknolohiya o biyolohikal na paggamot. “Sa totoo lang, ito ay tulad ng paglalaro ng mga laro sa computer sa isang lab,” inilarawan ng chemist ang kanyang hindi pangkaraniwang gawaing pagsasaliksik sa isang pakikipanayam sa Volkswagen Foundation.

Gumagawa ang grupo ni Simhan ng tinatawag na “Janus particles”. Ang mga ito ay binubuo ng isang titanium dioxide na pabahay na may dalawang panig na mayroong magkakaibang patong: ang isang gilid ay may isang catalytically active layer ng nickel at ginto, ang kabilang panig ay nananatiling hindi ginagamot. Ginagamit ang Titanium dioxide bilang isang pagpapaputi, tulad ng sa pinturang dingding, ngunit ito rin ay tumutugon sa ilaw. Bilang isang resulta, ang mga maliit na butil ng Janus ay photocatalytic, na nangangahulugang sa sandaling tumama ang ilaw sa kanila, naganap ang mga reaksyong kemikal na sanhi ng paggalaw.

Ngayon ay napagmasdan at pinag-aralan ng grupo ang isang labis na hindi pangkaraniwang kababalaghan sa paggalaw ng mga particle ng Janus: sa lalong madaling umalis ang mga maliit na butil sa ilaw na lugar sa ilalim ng mikroskopyo, sila mismo ay lumiliko at lumutang pabalik – isang pag-uugali na talagang kilala lamang mula sa mga mikroorganismo. Ngunit paano ang mga nasabing kumplikadong pag-uugali ay sapilitan sa mga synthetic microwimmers?

Ipinakita ng unang may-akda na si Lucas Nize at Dr. Simchen na habang ang mga maliit na butil ay aktibo sa ilaw, ang direksyon ng kanilang paglalayag ay nagpapatatag ng isang kumbinasyon ng mga physicochemical effects. Kapag ang mga maliit na butil ay hindi na nakalantad sa ilaw, walang conversion ng enerhiya na nangyayari at ang direksyon ng paggalaw ay hindi na matatag. “Sa kasong ito,” paliwanag ni Lucas Nize, “mayroong natural na paggalaw ng thermal (paggalaw ng Brownian). Ito ay sanhi ng halos pagkabaligtad ng mga maliit na butil, at pagkatapos ay lumutang sila pabalik sa bukas na lugar.”

“Ang katotohanan na ang mga simpleng epekto tulad ng paggalaw ng Brownian ay maaaring humantong sa gayong mga kumplikadong pag-uugali ay lubhang nakakagulat at kahanga-hanga, lalo na sa mga tuntunin ng ebolusyon at pag-unlad ng kakayahan. Maaari naming gamitin ang pag-aari na ito para sa naka-target na kontrol sa mga microrobots. Maaaring may mga aplikasyon kung saan ang mga maliit na butil ay nag-filter at nag-aalis ng mga kontaminant mula sa mga likido o nagdadala ng mga gamot sa katawan, at maaaring nagdala ng impormasyon, “sabi ni Dr. Simchen, na nagpapaliwanag ng kahalagahan ng pagtuklas.

Sanggunian: “Malinaw na mga phototoxis na kasangkot sa kilusang Brown”, Lucas Nize, Linlin Wang, Sayan Das at Juliana Simchen, Oktubre 20, 2020, Malambot na bagay.
DOI: 10.1039 / D0SM01603A

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pinagbubuti ng bagong disenyo ang kahusayan ng mga susunod na henerasyong Perovskite solar panel

May-akda David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology Pebrero 27, 2021 Ipinapakita ng imaheng ito ang mga photovoltaic compound ng pereuskite na may mga indibidwal na...

Sinabi ng mga mananaliksik na natuklasan nila ang mga misteryo ng mga buwan ng Mars

Ang artista ay maaaring pinagmulan ng pilosopiya at ang pagkamatay ng hidwaan sa pagitan ng unang buwan ng Mars at mga asteroid. Kredito:...

Mga pagkakasunud-sunod ng 64 Perpektong Mga Genome ng Tao upang mas mahusay na makuha ang pagkakaiba-iba ng genetiko

Gusali ng genome. Utang: NIH Ang Susunod na Mga Genome ng Tao ay Magsisilbing isang Bagong Sanggunian para sa Pagpaplano ng Genetic Genetic at...

Patuloy na sinusubaybayan ng bagong patch ng balat ang mga signal ng cardiovascular at antas ng biochemical

Ang malambot na nababanat na patch na ito ay maaaring sabay na kontrolin ang presyon ng dugo at antas ng biochemical ng isang gumagamit....

Ang unang pandaigdigang pagtatantya na ang kalikasan ay gumagamot ng 41.7 milyong toneladang basura ng tao sa isang taon

Ipinapakita ng larawang ito ang hindi ginagamot na dumi sa alkantarilya malapit sa mga pakikipag-ayos sa Peri-urban Hyderabad. Kredito: Tishat Poonthu Ayon sa mga...

Newsletter

Subscribe to stay updated.