Ett team av forskare vid University of Cambridge har utvecklat en metod för kristallisering av kolloider fästa vid ett olje-vatten-gränssnitt som svar på laserbelysning. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver sin metod och möjliga användningsområden för den.

En av de grundläggande idéerna i fysikvärlden är att när partiklar suspenderas i en flytande gradient, de rör sig från varmare områden till svalare områden. I denna nya ansträngning, forskarna har visat ett undantag från den regeln - kolloider kristalliserar när vätskan runt dem blir varmare.

Arbetet innebar att placera mikrometerstora bollar av polystyren (partiklar) i en blandning av vatten och olja och sedan skina ett ljus på blandningen för att tvinga den att bli varmare. Men de lade också till något annat - DNA "tethers" som begränsade partiklarna.

I deras upplägg, en droppe olja placerades i en liten tank med vatten. Oljan flöt på toppen, bildar en sorts ö, helt omgiven av vattnet. Polystyrenbollarna sattes sedan till blandningen - DNA-tjuderna tillät dem att röra sig fritt i vattnet, men hindrade dem från att komma in i oljedroppen. Nästa, laget fångade en av bollarna med en laserstråle, vilket tvingade temperaturen runt bollen att stiga, skapa en lutning i vattnet.

Som ett resultat, partikeln rörde sig mot oljan, vilket satte igång ett flöde nära kanten av oljedroppet. Det vätskeflödet drog på andra bollar som var nära den som värmdes, packa dem i en kristall. Det övergripande resultatet från detta experiment var att kristallisering av tjudrade bollar kunde uppnås genom att helt enkelt slå på en liten laser - och att det lika enkelt kunde ångras genom att stänga av lasern. Forskarna hade skapat ett kopplingssystem som möjliggjorde on-demand-kristallisering med hjälp av kolloider. Arbetet visar en laserbaserad metod för att manipulera partiklar som inte själva är instängda. Forskarna noterar att ett sådant system kan visa sig användbart för att utveckla nya typer av mikrometerstora pincett.

© 2020 Science X Network