Andare in tondo. Una sfera di silice di dimensioni micrometriche con inclusioni irregolari di ossido di ferro viene intrappolata da pinzette ottiche (l'area rossa indica la luce laser focalizzata). Il riscaldamento della sfera da parte della luce fa sì che una miscela liquida quasi critica sviluppi variazioni di concentrazione locali (bolle finali) che spingono la sfera a ruotare attorno al raggio. Credito:F. Schmidt/Univ. di Göteborg
Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato un minuscolo, motore a base liquida alimentato da un fluido demiscelante. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive il loro piccolo motore e i possibili usi per esso.
Il motore è essenzialmente una minuscola sfera che orbita attorno a un raggio laser in una soluzione liquida. La sfera negli esperimenti era estremamente piccola (2,48 micrometri di diametro) e fatta di ossido di ferro e silice. La soluzione liquida era una miscela di acqua e lutidina. I due ingredienti erano importanti, perché insieme, formavano una miscela liquida critica che si sarebbe separata alla temperatura desiderata. In questo caso, la separazione si è verificata quando la sua temperatura si è riscaldata a circa 34 gradi C.
Avviare il minuscolo motore implicava prima posizionare la sfera nella soluzione liquida (tenuta al di sotto del suo punto di separazione) e quindi catturarla con una pinzetta ottica, un raggio laser. Inizialmente, la sfera è stata tenuta in posizione. L'ossido di ferro ha permesso alla sfera di assorbire calore, che ha spinto la sfera lontano dal centro del raggio di pinzette ottiche. La potenza del raggio laser è stata quindi aumentata lentamente, facendo aumentare la temperatura della sfera, che a sua volta ha causato un aumento della temperatura del liquido circostante. Infine, quando la temperatura del liquido ha raggiunto il suo punto critico, i due fluidi si sono mescolati, costringendo la sfera a muoversi leggermente. Ma poiché era ancora tenuto fermo dalle pinzette, si muoveva in un arco parziale. La temperatura della sfera ha riscaldato il liquido, spingendo ulteriormente la sfera quando ha raggiunto il suo punto di smescolamento. Questo è successo ripetutamente, spingendo la sfera tutto intorno alla pinzetta. Ha continuato a orbitare attorno alle pinzette finché è stata applicata la potenza del laser.
I ricercatori notano che il sistema aveva un piccolo intervallo di temperature in cui la sfera avrebbe orbitato senza intoppi:l'applicazione di poca potenza laser ha causato l'arresto della sfera, troppo e l'orbita della sfera diventerebbe irregolare e ad un certo punto, si sarebbe liberato dalla presa delle pinzette. I ricercatori suggeriscono che il loro motore potrebbe essere usato come un piccolo mixer.
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