Piasek, który przesypuje się do góry, został opracowany przez amerykańskich naukowców. Jego sekret leży w magnetyzmie - dzięki niemu polimerowe ziarenka łączą się w struktury, które wspólnie potrafią pokonywać przeszkody. Badacze sugerują, że w przyszłości cząsteczki te mogą zostać wykorzystane w wielu dziedzinach, od medycyny po rolnictwo.
Grawitacja jest zjawiskiem, które wpływa na wszystkie aspekty naszego życia. Jej "pokonanie" wymaga ogromnego nakładu sił, często wiążących się poważnymi kosztami - wystarczy spojrzeć na to, jak sporym przedsięwzięciem wciąż są loty orbitalne. Opublikowane na łamach czasopisma "Nature Communications" badanie daje nam wgląd w inny materiał, który potrafi poruszać się w niespodziewanym kierunku.
Praca zespołowa
Naukowcy z Uniwersytetu Lehigh w Pensylwanii natrafili na nietypowy piasek przypadkowo. Podczas badań nad mikrorollerami, czyli polimerowymi cząsteczkami pokrytymi tlenkiem żelaza, pod wypełnioną nimi fiolką wprawiony w ruch został magnes. Jak się okazało, cząsteczki zaczęły przesypywać się w górę.
Kolejne analizy potwierdziły, że ruch magnesu może działać jako "siła napędowa" cząsteczek. Oddziaływanie magnetyczne sprawiało, że ziarenka błyskawicznie zbijały się w pary, które następnie równie szybko się rozpadały. Dzięki tej właściwości mikrorollery zachowywały się jak jedna, spójna całość - im silniejszemu oddziaływaniu były poddawane, tym spójniej wydawały się ze sobą połączone.
Aby przetestować możliwości niezwykłego materiału, badacze stworzyli miniaturowe schody, po których może się on wspinać.
- Pojedynczy mikroroller nie mógłby pokonać stopnia, ale dzięki pracy zespołowej udaje im się to osiągnąć - powiedział James Gilchrist, współautor badania.
Wiele zastosowań
Naukowcy przekazali, że chociaż ich pierwsze badanie skupia się na zaprezentowaniu samej technologii, w przyszłości chcą badać jej zastosowania. Mikrorollery mogą zostać wykorzystane do mieszania innych substancji, segregowania ich lub przesuwania obiektów. Ich zdolność do wspólnej pracy może natomiast okazać się kluczowa w medycynie lub rolnictwie - mogą one służyć do transportu substancji chemicznych przez porowate powierzchnie.
- Badamy te cząsteczki z każdej strony, eksperymentujemy z różnymi częstotliwościami obrotu magnesu i siłą pola magnetycznego, by lepiej zrozumieć ich wspólny ruch. Już wiem, o czym będzie 14 następnych badań, które opublikujemy - wyjaśnił Gilchrist.
Źródło: Lehigh University
Źródło zdjęcia głównego: Laboratory for Particle Mixing and Self-Organization, Lehigh University