Микромодель Star Trek Voyager может перемещаться, хотя и не имеет двигателей

Синтетические микропловцы - широко используемые модельные системы при исследовании неравновесных явлений. В отличие от биологических микропловцов, которые в природе встречаются в различных формах, искусственные до сих пор ограничивались почти исключительно сферическими формами. О новой микромодели Star Trek Voyager, которая недавно было создана учеными, читайте далее.

Что предсказали ученые

Физики из Лейденского института (Нидерланды) задействовали 3D-печать для создания миниатюрного космолета USS Voyager из фантастической вселенной Star Trek. Фактически они занялись созданием микропловцов замысловатой формы. Ученые обеспечили гибкость 3D-печати при помощи 2-фотонной полимеризации для получения частиц размером менее 10 микрон с высокой степенью сложности формы. Они показали, что 3D-печать позволяет контролировать расположение активного сайта за счет ориентации частиц в разных направлениях во время печати. Эксперты установили, что частицы ведут себя коллоидно, визуализируя их движение в пассивном и активном состояниях и исследуя их среднеквадратичное смещение.

«Наука гласит, что форма и движение в синтетических и биологических микропловцах тесно связаны. Теоретические и численные исследования анизотропных пловцов предсказали, что любое нарушение симметрии частицы или пятна, перпендикулярной направлению движения, вызывает нестабильность и приводит к хиральному движению, - сообщили ученые. – Созданная нами микромодель цельная, не имеет никаких механизмов и подвижных частей. При этом она способна передвигаться в некоторых видах жидкостей без затрат энергии».

Итоги работы

Результаты работы ученых продемонстрировали, что 3-мерная микропечать преодолевает существующие ограничения в производстве активных микропловцов сложной формы и контролируемого расположения пятен. Это открывает дверь для изучения и количественной оценки зависящих от формы движения активных микропловцов, их взаимодействия и коллективного поведения, а также для навигации в сложных средах, которые полагаются на выравнивание за счет крутящих моментов, индуцированных формой.

Эти частицы также могут быть использованы для лучшего понимания механизма движения и помощи в понимании биологических микропловцов и активного вещества. В конечном итоге это позволит лучше контролировать поведение синтетических микропловцов и спроектировать их поведение, что будет полезно для применения в терапевтической диагностике и доставке лекарств к органам тела человека.