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小跑步者的微型工厂:新方法利用磁环控制生长

导读拜罗伊特大学的研究人员开发出了一种控制物理微流道生长的新方法。他们利用外部磁场将顺磁性胶体球(即仅因外部影响而具有磁性)组装成一定长...

拜罗伊特大学的研究人员开发出了一种控制物理微流道生长的新方法。他们利用外部磁场将顺磁性胶体球(即仅因外部影响而具有磁性)组装成一定长度的棒状。胶体颗粒是微米或纳米范围内的微小颗粒,可用作医学中的生物化学物质载体。

这些所谓的微型双足动物在完全长大后会自行改变行为:它们会决定逃跑。这不需要外部干预。然而,它们的行为并不是随机的,而是遵循实验者的计划。

研究成果发表在《自然通讯》杂志上。在这项工作中,拜罗伊特大学实验物理系的 Jonas Elschner、Farzaneh Farrokhzad、Daniel de las Heras 教授和 Thomas Fischer 教授为小型跑步者开发了一个微型工厂:双足工厂。

在那里,微球通过磁力连接起来制成两足动物,一旦它们完全长大就可以出厂。

这是通过磁变态模式实现的,磁化相反的域根据其位置排列不同。将顺磁性微球放置在该模式上,并将外部时间相关磁环应用于系统。

视频片段展示了图 4 中沿动作空间和控制空间的飞行,可以看到控制空间中的所有子环路和所有北部过剩区域。来源:Nature Communications (2024)。DOI:10.1038/s41467-024-50023-7

选择这种方式是为了让粒子在一个时间段内移动一个或多个空间周期。通过适当设计的环路,不同的粒子甚至可以沿不同方向传输,以便它们相遇并组合形成不同长度的杆。一旦这些长到所需的长度,它们就会独立离开工厂并作为双足动物在图案上奔跑。

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