Новости

25 сентября, 2020 17:50

Микрочастицами во вращающихся электрических и магнитных полях научились управлять

Источник: ТАСС
Российские физики предложили способ контролировать взаимодействие микрочастиц в по-разному вращающихся электрических и магнитных полях. Результаты исследования помогут создать технологии синтеза материалов с заданными свойствами, пишет пресс-служба Российского научного фонда. Статью с описанием работы опубликовал научный журнал Soft Matter.
Руководитель проекта Станислав Юрченко. Источник: пресс-служба РНФ

"Физики из МГТУ имени Н. Э. Баумана изучили взаимодействие между сферическими микрочастицами во вращающихся магнитных и электрических полях. Оказалось, что при определенных параметрах вращения поля, описывающие кривую на поверхности конуса, цилиндра или эллипсоида, приводят к одинаковым взаимодействиям частиц в горизонтальной плоскости. Исследование поможет создать технологии синтеза новых материалов с заданными свойствами на основе явления управляемой самоорганизации в мягкой материи", – говорится в сообщении.

Если к плавающим в жидкости частицам приложить внешнее электрическое или магнитное поле, то они начинают взаимодействовать между собой. Однако если внешнее поле будет быстро вращаться в пространстве, намного быстрее, чем частицы движутся в растворе, то ими можно управлять. Например, можно добиться того, чтобы они сблизились или отдалились друг от друга. Таким образом, вращающиеся магнитные и электрические поля можно использовать, например, для самосборки новых материалов в растворах.

В новой работе ученые из МГТУ им. Баумана рассчитали на компьютере, как будут себя вести сферические микрочастицы в по-разному вращающихся электрических и магнитных полях. Например, поля могут вращаться, описывая в пространстве кривые, которые лежат на определенных геометрических поверхностях: в плоскости, на конусе, цилиндре и эллипсоиде. Для расчета исследователи использовали коллоидные частицы диоксида кремния в электрическом поле и частицы из оксида железа в магнитном поле.

Оказалось, что в случаях с конусом, цилиндром и эллипсоидом взаимодействия можно привести друг к другу. Более того, можно создать особые кривые полей, при которых частицы взаимодействуют с соседями одинаково во всех направлениях. При этом характеристики этих кривых можно изменять таким образом, чтобы частицы либо притягивались друг к другу, либо отталкивались и отдалялись друг от друга по-разному в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для каждого конкретного случая, как выяснили исследователи, есть возможность подобрать нужный тип взаимодействия частиц.

"Для нас самих оказалось неожиданным, что такие сложные и разные конфигурации внешних полей напрямую взаимосвязаны между собой. Мы можем "конструировать" взаимодействия между частицами при помощи сложных пространственно-вращающихся полей. Магические параметры, найденные нами, открывают возможность изучать управляемую самосборку и самоорганизацию в трехмерных материалах, а не только в монослое", – рассказал один из авторов исследования, профессор МГТУ им. Баумана Станислав Юрченко.

13 сентября, 2024
Химики СПбГУ создали гибридные светящиеся полимеры для датчиков и экранов гаджетов
Ученые Санкт-Петербургского университета синтезировали гибридные соединения из лантаноид...
12 сентября, 2024
Соленость Атлантического океана за 70 лет ощутимо изменилась
За последние 70 лет соленость некоторых областей северной части Атлантического океана отчетливо из...