Коллоиды — это мельчайшие частицы, тонко распределенные в жидкости. Суспензии коллоидных частиц наиболее известны нам как напитки, косметика и краски.
Одиночная такая частица диаметром от десяти до ста нанометров невидима невооруженным глазом. Эти наночастицы постоянно находятся в движении из-за принципа броуновского движения. Поскольку частицы электрически заряжены, они испытывают силы притяжения и отталкивания, которые можно использовать для управления их поведением и управления им.
В экспериментах, проведенных пять лет назад, Мадхави Кришнан, профессор физической химии в Цюрихском университете, преуспел в управляемом пространственном манипулировании материей в нанометровом масштабе. В новом исследовании она и ее коллеги продемонстрировали, что наночастицы можно не только пространственно ограничить, но также контролировать их положение и ориентацию во времени и делать это в жидкости без использования физического контакта.Манипуляции с использованием электрических и оптических сигналов
Исследователи UZH разработали метод, позволяющий создавать наноструктуры и гибко ими манипулировать. Они смогли организовать крошечные частицы в новые структуры с предельной точностью, а затем управлять их движением. «Манипуляции становятся возможными благодаря взаимодействию с электрическими и оптическими полями», — объясняет Мадхави Кришнан.
Этот новый подход, использующий межмолекулярные взаимодействия при комнатной температуре, не требует ультрахолодных температур. Новая технология также обеспечивает чрезвычайно быструю работу с низким коэффициентом трения.Меньше, быстрее и с большей емкостью
Этот метод организации и управления движением коллоидов позволяет разрабатывать совершенно новые материалы и устройства. «Наночастицы обладают свойствами, которые очень полезны для цифровых технологий, и каждая отдельная частица теперь может использоваться для хранения и извлечения данных», — объясняет Мадхави Кришнан. Целенаправленное манипулирование отдельными наночастицами открывает новые возможности для их применения, в том числе в будущих носителях данных или дисплеях с разрешением, которое до сих пор было трудно достичь. «Это позволяет отображать изображения, похожие на устройства чтения Kindle, с размером пикселя в тысячу раз меньше и с гораздо меньшим временем отклика», — объясняет ученый.