Микроконструктор

[grihan]

Нарылась забавная свежая статейка про то, как впервые сделали самособирающиеся (без внешнего поля) магнитные микрочастицы.

Сначала делают магнитные микрокубики из оксида железа.


Потом в водную суспензию кубиков добавляют полимеризуемое силиконовое масло. И тут происходят две вещи: а) плохорастворимое в воде масло начинает собираться в пузырьки, центром собирания становится магнитный кубик (также как, например, водяной пар собирается вокруг пылинок в дождевые капли); б) так как у кубика плотность меньше, чем у масла, он получается погружённым в него не полностью, а одна из его сторон оказывается снаружи капли (наподобии верхушки айсберга).

То есть имеем в результате маслянный шарик с магнитой поверхносью площадью в квадратный микрон. Но и это ещё не вся жесть: запустив радикальную полимеризацию в масле - рост шарика останавливается. То есть имеем полный контроль над размером, что будет важно в дальнейшем.


Теперь всё чудесатее и чудесатее, всё страньше и страньше (с).



Пытливый читатель справедливо спросит: а как же так они, магнитные, друг к другу в растворе на картинке не приклеиваются? А всё изза Дебайского экранирования. Сила электростатического отталкивания в деионизированной воде получается сильнее, чем магнитное притяжение. А чтобы силу отталкивания понизить - достаточно всего лишь немножко посолить.


А чтобы шарики разбежались опять - соль отделять не надо - индуцируем сильнoe внешнее магнитное поле, и оргия прекращается



В группы по три шареги на картинке собираются неспроста. Тут решающее значение имеет площадь поверхности шарика (которую, напомню, мы умеем контролировать) относительно торчащей из него магнитной поверхности кубика. Когда отношение площадей меньше 19 - получается аццкая смесь, при 19-ти преобладают тримеры, а при 28 - имеем только димеры..


Ac - площадь шарика, Ар - магнитного квадрата

Иногда получаeтся шарик с двумя кубиками, и тогда к нему селективно приклеиваются два шарика с одним кубиком.

A при воздействии слабым гомогенным магнитным полем, получается вот такое:

Ну и до кучи, приклеиваем к поверхности магнитную цель - и шарики к ней цепляются. Можно устраивать шариковые бега.

К статейке прикреплено много фильмов, показывающих как смешно шарики друг друга разыскивают и соревнуются за место под солнцем полем, но в ютубе их ксжлн не нашёл.

Comments

[haritonoff.livejournal.com]

А кубики-то как делают?

[grihanm.livejournal.com]

Метод в 93 году опубликован в низкоцитируемом журнале. Mеханизм им непонятен как и точная молекулярная структура. Реакция простая - окисление хлорида железа в присутствии разных солей и рост кристаллов. При одной концентрации фосфатов - кубики получаются, при другой - шарики, при третей - типа косточки вытянутой. Вероятно какие-то кристаллическиe игры. Возможно позже в механизме и структуре разобрались, но мне искать лениво :)

[yankel.livejournal.com]

Короче, Схлихасовский.
Как использовать это можно?

[grihanm.livejournal.com]

Eсли бы было понятно для чего это можно использовать - это не лежало опубликованное в одном из самых читаемых химжурналов, а хранилось бы за десятью патентами :)

Думаешь, когда полиэтилен в 1890-ых открыли - кто-то мог себе соответствующие пакетики представить? Даже когда фуллерен в 1985-ом сделали, не предполагали, что через 20 лет будут сотню тонн в год производить. :)