【布朗飛鏢頭在正確的方向】

八方

【布朗飛鏢頭在正確的方向】

 

布朗飛鏢： 由水中飛旋鏢所走的道路

一個國際研究小組發現飛旋鏢狀膠體微粒懸浮在流體中移動在特定的方向，短時間。

團隊的研究結果可能會增加我們理解複雜生物分子的擴散，並改善藥物交付技術。

— — 在 1905 年首先由阿爾伯特 · 愛因斯坦解釋— — 布朗運動描述流體統稱為膠體中分散的微小顆粒的隨機的、 不穩定運動。

它由許多小"踢"引起的是造成的熱流體運動的以相同的概率情況下在所有方向中哪裡擠粒子。

這適用于球形顆粒，以及橢球 — — 由於其整體對稱性 — — 和粒子不會在任何特定的方向傳播。

因此，如果同一粒子從同一起點啟動多次，它將遵循完全不同的、 隨機的路徑每次和平均位移的所有這些路徑 — —"平均位移"— — 將會是零，愛因斯坦所預言。

這適用于球形和橢球形顆粒。

特定路徑

現在不過，齊霍偉和喬納森 · 塞蘭熱的肯特州立大學在俄亥俄州和他的同事發現粒子是明確非球面 — — 如一個迴旋鏢形狀的粒子 — — 做至少最初顯示的議案，首選的方向。

魏告訴physicsworld.com他的集團有模仿原子和分子系統，因為它們的運動可以使用光學顯微鏡觀察到膠體系統使用模型作為長遠的利益。

由於"迷人的液體水晶階段展出由飛旋鏢形分子系統"，激起了集團的迴旋鏢形狀的膠體粒子的初步興趣偉表示。

而且，塞蘭熱和他的團隊在肯特狀態液態晶體研究所一直在飛旋鏢形分子的液態晶體的理論說明一段時間，所以它是"很自然他的小組和我的小組隊為這一專案。

學習飛旋鏢微粒的布朗運動是我們的長期目標的第一步"，說魏。

魏塞蘭熱和他的同事用光刻 — — 一種方法，使用紫外線光，使一種模式對光致抗蝕劑材料 — — 使其直角在尖頂的聚合物飛鏢。

每個飛旋鏢胳膊是 2.1 μ m 長和 0.51 μ m 厚，顆粒懸浮在水中和被困兩個玻璃板材，圍其隨機運動到 2D 之間。

然後，研究人員發現他們使用的視頻相機的布朗運動。

我們開發了一種高精度影像處理演算法來確定的位置和方向的粒子在每個視頻幀，偉表示。

他解釋說他們分析了數以千計的幀的每個粒子，相當於超過 150 視頻的單一飛旋鏢粒子的運動軌跡。

從那，我們可以計算顆粒平均位移和均方位移。

所以通過廣泛平均獲得的實驗結果"解釋了魏。

隨機旋轉

視頻觀測顯示為第一分鐘，每個飛鏢對切其武器 — — 這就是，他們隨機運動發生在幾乎同一方向每個時間表的方向移動，所以他們有一個非零均值位移。

然後根據魏有過渡到完全隨機運動只後約一分鐘 — — 粒子旋轉約 180 °，用的時間。

一分鐘後隨機影響旋轉粒子和它偏離其初始路徑和其議案是完全隨機的。

除了改善我們對如何複雜幾何形狀的粒子的瞭解影響其布朗運動，偉說新的研究結果將使我們更好地控制在各種應用程式中使用這種粒子的運動。

魏還指出，研究由另一組完成今年早些時候，在它證明可以作出自走式的粒子具有類似于飛鏢的形狀，在圓形軌跡中移動。

他說："一個可以想像，通過使用不同的幾何形狀，可以設計更複雜的運動軌跡，而這種 nanoswimmers 可能有用總有一天，例如，為增加的藥物傳遞效率"。

其他潛在的應用程式包括排序和單獨的微粒或生物大分子，基於其不同的幾何形狀的新方法。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

Tushna 軍糧供應是記者physicsworld.com

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2F131.253.14.125%2Fproxy.ashx%3Fh%3DpVw-OAsrLxTScS8IXZXqO9__P24Olgyb%26a%3Dhttp%253A%252F%252Fphysicsworld.com%252Fcws%252Farticle%252Fnews%252F2013%252Foct%252F24%252Fbrownian-boomerangs-head-in-the-right-direction