Micronuotatori metallici pesanti, fatto di rodio (viola) e oro, nuotare in una soluzione liquida. Quando ci si trova di fronte a un muro inclinato, ogni nuotatore simile a una canna riorienterà il suo corpo verso l'alto a causa del suo squilibrio di densità, e nuota come uno scalatore contro la gravità. Un effetto idrodinamico aiuta ad amplificare l'azione nel suo riorientamento. Credito:Jun Zhang, Courant Institute della NYU e Dipartimento di Fisica della NYU.
Un team di scienziati ha scoperto quanto sia pesante, gli oggetti motorizzati salgono su pendii ripidi, un meccanismo appena scoperto che imita anche il modo in cui gli scalatori si muovono in pendenza.
Le scoperte, che appaiono sul giornale Materia morbida , derivano da una serie di esperimenti in cui oggetti motorizzati sono stati posti in un liquido e poi spostati su superfici inclinate.
"Questi 'micro-nuotatori' sono circa 20 volte più pesanti del fluido in cui nuotano, ma sono riusciti a salire ripidi pendii quasi verticali, " spiega Jun Zhang, uno degli autori dell'articolo e professore di fisica e matematica al Courant Institute of Mathematical Sciences della New York University e alla NYU Shanghai.
Il lavoro migliora la nostra comprensione della 'gravitassi', movimento direzionale in risposta alla gravità. Il fenomeno è una considerazione vitale non solo nell'ingegneria, ma anche nella medicina e nello sviluppo farmaceutico. spiega, in parte, come i batteri si muovono attraverso il corpo e fornisce approfondimenti sui modi per creare meccanismi di somministrazione dei farmaci più efficaci.
Nel Materia morbida ricerca, gli scienziati hanno creato nuotatori, o nanorod, la cui lunghezza è circa 1/40th della larghezza di una ciocca di capelli umani. Questi nuotatori motorizzati avevano il compito di salire su una superficie inclinata mentre erano immersi in una soluzione liquida all'interno di un contenitore murato. I nuotatori erano composti da due tipi di metallo:oro e rodio, nonché oro e platino, un trucco che dava loro densità sbilanciate dati i pesi variabili di questi metalli.
La composizione dei nuotatori, ambiente liquido, e la giustapposizione di superfici permetteva loro di spostarsi verso l'alto, nonostante il loro notevole peso.
"Questi motori si riorientano verso l'alto contro la gravità grazie al loro squilibrio di densità, proprio come un'altalena si riorienta in risposta al movimento e al peso dei suoi ciclisti, "aggiunge Michael Shelley, professore al Courant Institute e direttore del Center for Computational Biology del Flatiron Institute. "Un effetto idrodinamico amplifica questo movimento:nuotare vicino a un muro produce una coppia maggiore nel riposizionare i corpi dei motori verso l'alto. Questo è importante perché il mondo microscopico è rumoroso:per il motore è sempre due gradini su e uno giù, e il una coppia maggiore migliora la loro capacità di muoversi verticalmente."
Nei lavori precedenti, pubblicato in Physical Review Letters, Zhang, Shelley, ei loro colleghi hanno creato "nano-motori" per scoprire un efficace mezzo di movimento contro le correnti. La nuova ricerca amplia questi risultati rivelando come oggetti pesanti possono spostarsi su superfici fortemente inclinate, offrendo la promessa di manovre ancora più sofisticate.
"Ora che questi micro nuotatori sono in grado di scalare pendii molto ripidi contro la gravità, possiamo pensare di sviluppare incarichi ancora più difficili, " osserva Zhang. "Futuro, motori avanzati saranno progettati per raggiungere posizioni mirate e per svolgere funzioni designate".
