Kolloidala partiklar har blivit allt viktigare för forskning som bärare av biokemiska medel. I framtiden, det kommer att vara möjligt att studera deras beteende mycket mer effektivt än tidigare genom att placera dem på ett magnetiserat chip. Ett forskargrupp från University of Bayreuth rapporterar om dessa nya fynd i tidskriften Naturkommunikation . Forskarna har upptäckt att kolloidala stavar snabbt kan flyttas på ett chip, exakt, och åt olika håll, nästan som schackpjäser. Ett förprogrammerat magnetfält gör till och med att dessa kontrollerade rörelser kan ske samtidigt.

För den nyligen publicerade studien, forskargruppen, ledd av prof. dr. Thomas Fischer, Professor i experimentell fysik vid University of Bayreuth, arbetade nära partners vid University of Poznán och University of Kassel. Till att börja med, enskilda sfäriska kolloidala partiklar utgjorde byggstenarna för stavar av olika längd. Dessa partiklar sattes ihop på ett sådant sätt att stavarna kunde röra sig i olika riktningar på ett magnetiserat chip som upprättstående schackfigurer – som genom ett magi, men i själva verket bestäms av magnetfältets egenskaper.

I ett ytterligare steg, forskarna lyckades få fram individuella rörelser i olika riktningar samtidigt. Den kritiska faktorn här var "programmeringen" av magnetfältet med hjälp av en matematisk kod, som i krypterad form, beskriver alla rörelser som figurerna ska utföra. När dessa rörelser utförs samtidigt, de tar upp till en tiondel av tiden som behövs om de utförs efter varandra som dragen på ett schackbräde.

"Samtidigheten av olika riktade rörelser gör forskningen om kolloidala partiklar och deras dynamik mycket effektivare, säger Adrian Ernst, doktorand i Bayreuths forskargrupp och medförfattare till publikationen. "Miniatyriserade laboratorier på små chips som bara mäter några centimeter används mer och mer i grundläggande fysikforskning för att få insikter om materialens egenskaper och dynamik. Våra nya forskningsresultat förstärker denna trend. Eftersom kolloidala partiklar i många fall är mycket väl lämpad som vehikel för aktiva substanser, våra forskningsresultat skulle kunna vara till särskild nytta för biomedicin och bioteknik, " säger Mahla Mirzaee-Kakhki, första författare och Bayreuth doktorand.