Arrojan luz sobre el ensamblado de partículas

Los físicos de la NYU han desarrollado un método para mover partículas microscópicas con el chasquido de un interruptor de luz. Su trabajo se basa en una luz azul para estimular el movimiento y posterior ensamblado de coloides, como bandadas de pájaros que se mueven juntos en vuelo.

El trabajo aborda una cuestión fundamental en la naturaleza: ¿qué es lo que hace que se formen bandadas y enjambres que se mueven de manera particular? Bancos de peces, formaciones de colonias de bacterias, o bandadas de pájaros son ejemplos de como tiene lugar esto en la materia viva. En esta investigación, los científicos se concentraron en hacer que sistemas artificiales exhibieran una actividad similar. Usaron coloides, pequeñas partículas suspendidas dentro de un medio fluido, y descubrieron los principios básicos de organización en las bandadas formadas de manera natural y como usar esto para organizar materia inorgánica.

Las dispersiones coloidales estan compuestas por elementos de la vida cotidiana como pintura, leche, gelatina, cristal y porcelana. Con un mejor entendimiento de las auto-organizaciones coloidales dirigidas, los científicos tendrán el potencial para aprovechar estas partículas y crear nuevos y mejores materiales.

Para explorar esto, el equipo de investigaciòn desarrolló partículas autopropulsadas activadas por luz, “nadadores,” a partir de partículas micrométricas en solución. Para separar los efectos de la natación del simple movimiento termal, crearon un sistema donde las partículas se encienden y apagan con la aplicaciòn de luz azul. Con la luz encendida, los nadadores aleatorios autopropulsados colisionan y se agrupan. La luz también dispara una ligera atracción química y lleva a los grupos a cristalizar y creer hasta que los nadadores giran en direcciones separadas y astilla los cristales. Los cristales "vivos" se forman, separan y astillan continuamente. Cuando la luz se extingue, los nadadores paran y las estructuras se disuelven en difusas partículas coloidales individuales.

El uso del ligero magnetismo de las partículas permite direccionar los nadadores individuales así como los cristales. Con el control de la luz, imanes y atracciòn química, estas partículas activas dan organización biológica a los materiales del mundo.

Via NYU