Физики из МГУ научили лазер рисовать радостных человечков

Физики из МГУ научили лазер рисовать радостных человечков

3611

Фото: © nature.com

Для демонстрации нового метода управления микрочастицами физики нарисовали с помощью лазера радостных человечков и сердечки микроразмеров.

Международная группа учёных, куда входили и исследователи из МГУ, нашли новый метод управления микрочастицами с помощью лазерных импульсов. Соответствующая статья опубликована в журнале Scientific Reports. 

В рамках нового метода в воду добавляют светочувствительное поверхностно-активное вещество (ПАВ), популярный компонент стирального порошка и моющих средств. Затем получившуюся смесь подсвечивают лазерными импульсами. Молекулы конкретного, использованного в исследовании ПАВ могут находиться в двух состояниях: прямом и согнутом под большим углом. Причём, когда на них падает световой поток, они переключаются из одного состояния в другое. После лазерного обстрела молекулы в световом пятне меняют свою форму, что приводит к созданию быстрых течений воды. С ними увлекаются и частицы, которые уносят микротечения. Это позволяет быстро манипулировать скоплениями микрочастиц без механического вмешательства.

По словам московских физиков-теоретиков, возникающий перепад концентраций вблизи заряженной твёрдой поверхности приводит к возникновению необычного эффекта, диффузно-осмотического течения воды. Поэтому маленькие частицы, лежащие на поверхности, не просто увлекаются жидкостью и двигаются вместе с ней, но и само их движение зависит от длины волны лазерного излучения, действующего на смесь. Так, можно заставлять частицы двигаться в нужном направлении, либо выталкивая их из освещённого пятна, либо стягивая к его центру. Благодаря тому, что теоретики смогли разобраться в механизме работы системы, удалось найти оптимальные режимы, при которых скорость жидкости (и управляемых с её помощью микрочастиц) максимальна. Оказалось, что использование пресной воды вместо солёной может поднять их скорость в несколько раз.

Потенциально открытие может пригодиться в ряде различных областей. Например, так легко очищать поверхности от посторонних загрязнений без риска повреждения. Это весьма важно в электронной промышленности, где важны чистые поверхности, а механическая очистка часто неприемлема, поскольку повреждает чувствительные рабочие поверхности. Таким же образом можно создавать упорядоченные массивы микро- и наночастиц нужной формы и размера.  

Хотя изначально целью нового метода было создание способа быстрой очистки деликатных поверхностей, таких как полупроводниковые кристаллы для микроэлектроники, в экспериментах оказалось, что с его помощью можно проделывать и более тонкую работу. Чтобы продемонстрировать широту возможностей новинки, учёные в ходе работы рисовали на поверхности воды, перемещая пятно лазера. При этом за ним остаётся видимый след с большей или, наоборот, меньшей концентрацией микрочастиц.

  • Популярные
  • По времени
Похоже, что вы используете блокировщик рекламы :(
Чтобы пользоваться всеми функциями сайта, добавьте нас в исключения!
как отключить
×
Скачайте в App Store
#Первые по срочным новостям!
Загрузите на Google Play
#Первые по срочным новостям!