Olga Vinogradova, Professore presso la Facoltà di Fisica dell'Università Statale Lomonosov di Mosca, e Salim Maduar, un ricercatore junior del suo gruppo ha suggerito un nuovo metodo di manipolazione delle microparticelle all'interfaccia solido-liquido in acqua basato sull'aggiunta di un tensioattivo fotoreattivo. La ricerca è stata pubblicata in Rapporti scientifici .

L'illuminazione del tensioattivo con luce laser provoca la formazione di flussi d'acqua veloci che muovono le particelle. Ciò consente la manipolazione di particelle, ad esempio, per pulire i contaminanti dalle superfici senza causare danni. Può anche essere utilizzato per raccogliere o modellare un assemblaggio di micro e nanoparticelle in configurazioni e dimensioni specifiche in un'interfaccia solido-liquido.

Il tensioattivo fotosensibile può cambiare la sua conformazione sotto l'appropriata lunghezza d'onda della luce. Può assomigliare a una canna in una configurazione; in un altro, sembra una zecca. Illuminare una soluzione di questo tensioattivo rivela molecole all'interno del punto luminoso cambiando conformazione e il sistema generando gradienti di concentrazione di "bastoncini" e "zecche".

I fisici teorici di Mosca hanno spiegato che i gradienti di concentrazione vicino a un'interfaccia solido-liquido carica portano a un fenomeno insolito:un flusso diffusio-osmotico, con cui possono manipolare le particelle in corrispondenza di un'interfaccia solido-liquido. Gli autori hanno dimostrato che la selezione della lunghezza d'onda del laser corretta fa sì che le particelle si muovano nella direzione desiderata per rimuoverle dal punto luminoso o per raccogliersi verso il suo centro. Gli scienziati hanno descritto il sistema teoricamente, che ha permesso loro di ottimizzare le condizioni fornendo la massima velocità del liquido. È stato scoperto che il flusso diffusio-osmotico è molto sensibile alla salsedine dell'acqua. Nell'acqua pura, la velocità aumenta più volte.

Nonostante l'obiettivo iniziale del nuovo metodo fosse la pulizia delicata delle superfici, come i cristalli semiconduttori per la microelettronica, gli scienziati hanno anche trovato diverse applicazioni insolite. Ad esempio, spostando un punto laser, i ricercatori potrebbero "disegnare" sulla superficie, poiché il laser lascia una traccia visibile con concentrazione aumentata o ridotta di microparticelle. Nell'articolo, gli autori includono foto e video in cui hanno disegnato il logo dell'Università di Potsdam, un "uomo felice" e un motivo a forma di cuore, utilizzando microparticelle manipolate riposizionando lateralmente lo spot laser attraverso l'interfaccia solido liquido.