Olga Vinogradova, Professor vid fakulteten för fysik vid Lomonosov Moscow State University, och Salim Maduar, en yngre forskare i hennes grupp har föreslagit en ny metod för manipulering av mikropartiklar vid gränsytan mellan fast och vätska i vatten baserat på tillsats av ett fotokänsligt ytaktivt ämne. Forskningen har publicerats i Vetenskapliga rapporter .

Belysning av det ytaktiva medlet med laserljus resulterar i en bildning av snabba vattenflöden som förflyttar partiklar. Detta möjliggör manipulering av partiklar – till exempel, för att rengöra föroreningar från ytor utan att orsaka skada. Den kan också användas för att samla eller mönstra en mikro- och nanopartikelsammansättning till specifika konfigurationer och storlekar vid ett fast-vätskegränssnitt.

Det ljuskänsliga ytaktiva medlet kan ändra sin konformation under lämplig ljusvåglängd. Det kan likna ett spö i en konfiguration; i en annan, det ser ut som en fästing. Belysa en lösning av detta ytaktiva ämne avslöjar molekyler inuti ljuspunkten som ändrar konformation och systemet genererar koncentrationsgradienter av "stavar" och "fästingar".

Teoretiska fysiker från Moskva har förklarat att koncentrationsgradienter nära ett laddat fast-vätskegränssnitt leder till ett ovanligt fenomen - ett diffusio-osmotiskt flöde, med vilken de kan manipulera partiklar vid ett fast-vätskegränssnitt. Författarna har visat att val av rätt laservåglängd gör att partiklar rör sig i önskad riktning för att ta bort dem från ljusfläcken eller samlas mot dess centrum. Forskare har beskrivit systemet teoretiskt, vilket har gjort det möjligt för dem att optimera förhållanden som ger den högsta vätskehastigheten. Det visade sig att diffusioosmotiskt flöde är mycket känsligt för vattensalt. I rent vatten, hastigheten ökar flera gånger.

Trots att det ursprungliga syftet med den nya metoden var mjuk rengöring av ytor, såsom halvledande kristaller för mikroelektronik, forskare har också hittat flera ovanliga tillämpningar. Till exempel, genom att flytta en laserpunkt, forskarna kunde "rita" på ytan, eftersom lasern lämnar ett synligt spår med ökad eller minskad koncentration av mikropartiklar. I artikeln, författarna inkluderar foton och videor där de ritade logotypen för universitetet i Potsdam, en "glad man" och ett hjärtformat mönster, med användning av mikropartiklar manipulerade genom att i sidled omplacera laserfläcken över det fasta vätskegränssnittet.