I pannelli nel bordo della figura mostrano una traccia temporale (in senso orario) delle immagini della video-microscopia dell'intrappolamento e del rilascio indotti dalla luce di colloidi di polistirene grandi 0,53 μm legati all'interfaccia acqua-olio (la barra di vendita è di 20 μ m ). Credito: Lettere di revisione fisica (2020). DOI:10.1103/PhysRevLett.125.068001
Un team di ricercatori dell'Università di Cambridge ha sviluppato un metodo per la cristallizzazione di colloidi fissati a un'interfaccia olio-acqua in risposta all'illuminazione laser. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo ne descrive il metodo ei possibili usi.
Una delle idee di base nel mondo della fisica è che quando le particelle sono sospese in un gradiente liquido, si spostano da zone più calde a zone più fresche. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno dimostrato un'eccezione a questa regola:i colloidi che cristallizzano quando il liquido intorno a loro diventa più caldo.
Il lavoro consisteva nel posizionare palline di polistirene (particelle) di dimensioni micrometriche in una miscela di acqua e olio e quindi illuminare la miscela per costringerla a diventare più calda. Ma hanno anche aggiunto qualcos'altro:"legami" di DNA che hanno vincolato le particelle.
Nella loro configurazione, una goccia d'olio è stata posta in un piccolo serbatoio d'acqua. L'olio galleggiava sopra, formando una specie di isola, completamente circondato dall'acqua. Le palline di polistirene sono state quindi aggiunte al mix:i legami del DNA hanno permesso loro di muoversi liberamente nell'acqua, ma ha impedito loro di entrare nella goccia d'olio. Prossimo, la squadra ha intrappolato una delle palle con un raggio laser, che ha fatto salire la temperatura intorno alla palla, creando un gradiente nell'acqua.
Di conseguenza, la particella si mosse verso l'olio, che innescano un flusso vicino al bordo della goccia d'olio. Quel flusso di fluido ha tirato su altre palle che erano vicino a quella che è stata riscaldata, impacchettarli in un cristallo. Il risultato complessivo di questo esperimento era che la cristallizzazione delle sfere legate poteva essere ottenuta semplicemente accendendo un piccolo laser e che poteva essere annullata altrettanto facilmente spegnendo il laser. I ricercatori avevano creato un sistema di commutazione che consentiva la cristallizzazione su richiesta utilizzando colloidi. Il lavoro dimostra un metodo basato sul laser per manipolare le particelle che non sono esse stesse intrappolate. I ricercatori fanno notare che un tale sistema potrebbe rivelarsi utile nello sviluppo di nuovi tipi di pinzette micrometriche.
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