material activo creado a partir de partículas microscópicas de giro

Estos llamados materiales activos contienen partículas magnéticas pequeñas que la auto-organizan en cadenas cortas de partículas, o spinners, y forman una celosía como la estructura cuando se aplica un campo magnético. "Los principios activos que necesitan una fuente de energía externa para mantener su estructura", dijo el científico de materiales de Argonne Alexey Snezhko, un autor del estudio.

A diferencia de en los experimentos previos que implican materiales activos, que consultaron partículas que demostraron movimiento lineal, estos nuevos spinners adquieren una lateralidad, como diestro o zurdo, que hace que rote en una dirección específica.

Esta rotación haciendo girar de los hiladores de níquel autoensambladas suspendidas crea un remolino-como efecto, en el que partículas diferentes pueden obtener aspirado a los vórtices creados por sus vecinos. "Las partículas no se mueven por sí solos, pero pueden ser arrastrados alrededor", dijo Snezhko. "Lo interesante es que usted puede tener estas estructuras que giran muy rápidamente que dan la apariencia de un sistema aún más grande que es todavía, pero sigue siendo bastante activo."

Como las partículas empiezan a salir juntos, los remolinos creados por el movimiento de rotación, en relación con las interacciones magnéticas, tiran de ellos incluso más cerca, creando un cristalino-como fijo de material, así como las hiladoras todavía girar.

Los investigadores de Argonne querían saber cómo una partícula no spinner sería transportado a través de la red activa. De acuerdo con Snezhko, el rápido torbellino de los hiladores crea la posibilidad de que estas otras partículas de carga para moverse a través de la celosía mucho más rápidamente de lo que serían través de un material normal. "En la difusión regular, el proceso de obtener una partícula de un lado del material a la otra es dependiente de la temperatura y toma un período de tiempo mucho más largo," dijo.

El transporte de una partícula no spinner también depende de la separación entre los hiladores. Si los hiladores se encuentran lo suficientemente separadas, la partícula no spinner viajará caóticamente entre diferentes hilanderas, como una balsa de viajar por una serie de rápidos de aguas blancas. Si las partículas en la red vienen más cerca juntos, la partícula no spinner puede quedar atrapado en una célula individual de la red.

"Una vez que la partícula viene dentro de una célula a través de su propio movimiento caótico, se puede modificar el campo de manera que la red se encoge ligeramente, por lo que la probabilidad de que la partícula se deja que la ubicación en la red muy baja", dijo Snezhko.

El material también mostró la capacidad de sufrir auto-reparación, similar a un tejido biológico. Cuando los investigadores hicieron un agujero en la red, la red reformada.

Al mirar a los sistemas con movimiento de rotación pura, Snezhko y sus colegas creen que pueden diseñar sistemas con características específicas para el transporte. "Hay muchas maneras diferentes para conseguir un objeto en un material desde el punto A al punto B, y este tipo de auto-ensamblaje podrían ser adaptados a diferentes dinámicas", dijo.

fuente: DOE/Argonne National Laboratory. "Active material created out of microscopic spinning particles." ScienceDaily. ScienceDaily, 29 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200529093121.htm>.