Исследователи из университетов Тюбингена, Байройта и Касселя в Германии, совместно с Польской академией наук, представили новый метод управления магнитными микрочастицами разных размеров. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.
- Метод позволяет независимо управлять частицами разных размеров.
- Частицы используются в медицине, лабораторных тестах и для разработки новых материалов.
- Управление осуществляется через магнитное поле и его ориентацию.
- Исследование демонстрирует возможность создания сложных траекторий для частиц.
Технология управления частицами
Принцип действия нового метода основан на размещении магнитных частиц над специальным магнитным слоем, имеющим структуру, похожую на шахматную доску. Ранее частицы размещались на определенной высоте, что не позволяло управлять ими в зависимости от размера. Однако новые эксперименты продемонстрировали, что, опуская частицы ближе к магнитному слою, можно использовать их разные размеры для управления движением.
Применение метода и его перспективы
Управление частицами осуществляется с помощью внешнего магнитного поля и его ориентации. Ключевым элементом являются так называемые «алмазные контуры», которые изменяют форму энергетического ландшафта для частиц. Это позволяет одной и той же траектории магнитного поля сдвигать крупные частицы, оставляя мелкие на месте.
В ходе эксперимента исследователи продемонстрировали возможность одновременного вычерчивания букв S и L частицами разного размера. Движения частиц оказались устойчивыми к внешним помехам.
«Соединяя простые круговые движения, мы можем создавать произвольно сложные траектории для различных частиц», — отметил Себастьян Вольраб, главный автор исследования.
Данный метод открывает новые горизонты для разработки «лабораторий на чипе», что может значительно улучшить медицинскую диагностику, а также автоматизацию производства «умных» материалов, включая фотонные кристаллы.