Cząstki Janusa, syntetyczne pływaki i materia aktywna w mikroskali
Strona
Abstrakt
Materia aktywna to układy złożone z wielu elementów, które poruszają się czerpiąc energie z otoczenia. Jednym z przykładów są orzeski – jednokomórkowe mikroorganizmy, poruszające się poprzez wytworzenie na swojej powierzchni przepływu za pomocą setek drobnych rzęsek pokrywających ich komórki. Mechanizm ten zainspirował prace nad sztucznymi mikropływakami, które poruszają się wykorzystując wytwarzane przez siebie gradienty odpowiednich wielkości fizycznych, takich jak temperatura, stężenie produktów reakcji chemicznej albo pole elektryczne. Poniższym artykule omawiam krótko mechanizmy fizyczne rządzące ruchem syntetycznych mikropływaków i podsumowuję dotychczasowe próby wykorzystania wspominanych zjawisk do napędzania aktywnych mikroczastek. Wskazuje niektóre kierunki rozwoju i wyzwania stojące przed bionaśladowczą mikroinzynierią, takie jak kontrola ruchu cząstek przy użyciu zewnętrznych bodźców, i prezentuję potencjalne rozwiązania.
Abstract
Active matter are systems comprising of many elements which move by drawing the energy from their environment. An example are ciliates – unicellular microorganisms which move by generating ow on their surfaces using hundreds of tiny cilia covering their cell bodies.his mechanism has inspired works on artiûcial microswimmers which move in response to self-generated gradients of various physical quantities, such as temperature, concentration of chemical species, or electric ûeld. In this article, I briey review the basic physical mechanisms governing the motion of synthetic microswimmers and summarise previous implementations using the above mentioned phenomena to propel microparticles. I highlight possible developments and challenges of biomimetic microengineering, such as the control of motion of particles using external stimuli, and present potential solutions.
