Ученые заставили ферромагнитную жидкость подражать биологическим формированиям

Ученые из университета Аальто (Aalto University), Финляндия, и Парижского технологического института (Paris Institute of Technology, ParisTech) продемонстрировали своеобразный "танец" капелек ферромагнитной жидкости, жидкости, в которой растворено большое количество наночастиц из магнитного материала, на поверхности, обладающей сильными водоотталкивающими свойствами. Несмотря на кажущуюся простоту этого "танца", который не идет ни в какое сравнение с метаморфозами ферромагнитной жидкости, созданными в художественных целях, ученые, используя переменные магнитные поля, продемонстрировали возможность обратимого переключения между статическим и динамическим принципом самосборки различных структур.

Доктор Робин Рас (Dr. Robin Ras), ученый из университета Аальто, поясняет цели проводимых ими исследований: "Мы проводим исследования в данном направлении из-за того, что процессы самосборки различных структур, объектом и микромеханизмов открывают новые пути к созданию новых интеллектуальных систем и материалов. Процесс самосборки - это совокупность процессов, происходящих внутри определенных материалов, веществ и объектов, в результате которых эти объекты могут принимать заданную форму или организовываться в упорядоченные структуры самостоятельно, без внешнего управления. В природе существует множество естественных систем, использующих процессы самосборки в своих целях, к примеру, это атомы в кристаллической структуре материала или молекулы белка, которые самостоятельно стараются перейти в самое низкое энергетическое состояние, а нашей целью является использование этих процессов для создания будущих технологических приложений"."Формирование структуры может быть статичным, т.е. происходить при минимальном количестве энергии, подаваемой извне, или динамическим, которое происходит при условии подачи извне непрерывного энергетического потока. За последние годы ученым удалось создать множество самособирающихся функциональных материалов, но все они основаны на статических процессах. Наша экспериментальная система демонстрирует путь к созданию более универсальных материалов, которые могут самособираться самостоятельно в статическом режиме или формировать более сложные структуры в динамическом режиме" - рассказывает профессор Олли Икала (Olli Ikkala).

Используя экспериментальную систему, ученые продемонстрировали, что статические преобразования ферромагнитной жидкости, происходящие в момент, когда на них воздействует постоянное магнитное поле, переходят в динамические, получая поток энергии от введенной искусственно переменной составляющей магнитного поля. Несмотря на внешнюю простоту, физика перехода является достаточно сложным процессом, в результате которого из материала формируются более сложные образцы, а наиболее сложная форма получается точно в момент перехода от статических процессов к динамическим, в момент, когда количество подаваемой извне энергии превышает определенный порог.

"Глубокое понимание процессов, происходящих в самособирающихся материалах, позволит нам понять, как работают динамические биологические структуры, из которых состоит окружающий нас живой мир и мы с вами" - рассказывает Яакко Тимонен (Jaakko Timonen), ученый из университета Аальто, - "Способность контролировать и управлять поведением таких материалов может найти широкое применение в науке и промышленности, в медицине. На основе таких технологий можно создать лаборатории-на-чипе следующего поколения, которые могут стать универсальными диагностическими инструментами будущего".

Источник: Источник