Идея создания частиц или устройств, контролируемо перемещающихся в микроразмерных объёмах жидкости (например, в тонком слое жидкости, по кровеносным сосудам и т.д.), бродит в научном сообществе достаточно давно. Оно и понятно - создание такого рода устройств позволит сделать огромный шаг в микрофлюидике и биотехнологиях. Однако на сегодняшний день многие из предложенных технологий и методов достаточно сложны в исполнении или являются дорогостоящими из-за использования благородных металлов или сложных органических молекул.
Группа учёных из Испании постаралась решить данную проблему и разработала технологию, которая позволяет создавать частицы, управляемо перемещающиеся под действием внешнего осциллирующего магнитного поля. Идея заключается в том, что два разных по размеру полистироловых шарика (2,8 и 1 микрон) с суперпарамагнитными наночастицами оксида железа были связаны между собой посредством молекулы ДНК. После процесса «сборки» коллоидный раствор тонким слоем наносился на подложку. За счёт электростатического отталкиваниям от поверхности подложки коллоидные частицы «повисали» в жидкости на расстоянии ~200 нм над ней (рис.1а).
Далее во внешнем осциллирующем магнитном поле были проведены измерения скорости движения дублета шариков при различных частотах осцилляции (рис.1с), а также сняты видеоролики этого и броуновского движения (см. видеофайлы). Удалось обнаружить не только дублеты большой/маленький шарики, но и большой/большой шарики, и маленький/маленький шарики, а также структуры с более высокой "мультиплетностью". Для всех представленных структур были измерены скоростные характеристики (рис.2). Оказалось, что максимальная скорость движения может достигать 9-10 мкм/с. В подтверждении контролируемости процесса движения дублетов был проведён эксперимент, в котором частица прошла периметр квадрата длиной около 800 микрон со средней скоростью 3мкм/с (рис.3).
Авторы работы уверены, что данная разработка найдёт своё применение в микрофлюидике и биотехнологиях, в частности, в биомедицине.
