Международная группа ученых, в состав которой входят ученые физического факультета МГУ, разработала модель управления микрочастицами, находящимися на твердой поверхности или на поверхности воды, с помощью лазера. Об открытии сообщается в Scientific Reports, популярно о работе ученых рассказывает пресс-служба физического  факультета МГУ.

Метод основан на добавлении к воде фоточувствительного поверхностно-активного вещества (ПАВ), освещение которого лазером приводит к созданию быстрых течений воды, увлекающих частицы. Использование фоточувствительного ПАВа стало основным в этом методе. Как отмечаюь исследователи, под действием света определенной длины волны частицы способны менять свою конформацию: в одном состоянии они напоминают палочку, а в другом — галочку. Если на раствор такого ПАВ посветить лазером, то молекулы, попавшие в световое пятно, поменяют конформацию, а в системе появится перепад концентрации «палочек» и «галочек».  

«Возникающий перепад концентраций вблизи заряженной твердой поверхности приводит к возникновению необычного эффекта: диффузио-осмотического течения воды. Эффект заключается в том, что маленькие частицы, лежащие на поверхности, увлекаются жидкостью и двигаются вместе с ней. Авторы работы показали, что, правильно подобрав длину волны лазера, можно заставлять частицы двигаться в нужном направлении: выталкивать их из освещенного пятна или же, наоборот, стягивать к его центру», - поясняется в сообщении.

Ученые описали систему теоретически, и провели эксперименты с микрочастицами кремния и раствором азобензола, которые подтвердили правильность теоретических выводов.  Также было установлено, что диффузио-осмотический поток очень чувствителен к соленой воде: в пресной воде скорость движения частиц возрастает в несколько раз.

Первоначальным практическим приложением нового метода была очистка деликатных поверхностей, таких, как полупроводниковые кристаллы для микроэлектроники. В процессе исследования ученые нашли другие возможные применения разработанному методу: например, перемещая пятно лазера, можно «рисовать» на поверхности, так как за лазером будет оставаться видимый след с большей или, наоборот, меньшей концентрацией микрочастиц.