Самодвижущийся микрокристалл разработали в Японии
Микрокристалл, который совершает непрерывные возвратно-поступательные движения разработали ученые из университета Хоккайдо, 27 ноября сообщает журнал Small.
На первом этапе ученые создали молекулярных роботов, способных взаимно деформироваться. Однако они не могли преобразовать свое возвратно-поступательное движение в поступательное, как это объясняется теоремой Эдварда Перселла о гребешке.
Теперь исследователи реализовали самодвижение молекулярного робота в экспериментальной системе с двумя измерениями. В этой системе вязкое сопротивление действует анизотропно, что делает его пренебрежимо слабым.
Микроробот приводится в движение при попадании на него синего света. Свет вызывает серию реакций, приводящих к переворачиванию плавников и движению. Из-за характера реакций движение не было непрерывным, а происходило с перерывами.
Кроме того, молекулярные роботы демонстрировали один из трех различных стилей движения: «ударный» стиль с плавником впереди; стиль «пинок» с плавником сзади; или стиль «боковой удар» с плавником в одну сторону. На характер подвижности влияли площадь плавника и угол его подъема. Отдельные кристаллы двигались в разных направлениях и стилях.
Затем ученые создали вычислительную модель, чтобы понять переменные, влияющие на движение в двухмерном резервуаре. Они смогли определить, что длина плавника, соотношение плавников и угол возвышения были ключевыми переменными, влияющими на направление и скорость движения.
«Результат показал, что микророботы могут плавать благодаря анизотропии, вызванной замкнутым пространством. Полученные выводы могут послужить в дальнейшем для исследования молекулярных роботов. Подобный механизм может быть заложен в перемещении мелких водных организмов в определенных условиях, например, внутри яиц», — говорит доцент Ёсиюки Кагеяма.
