Благодаря американским ученым было синхронизировано движение коллоидных магнитных сфер с использованием вращающегося магнитного поля. Обнаружили, что сферы самоорганизуются в микрометровые трубки.В основе нового подхода дизайна самоорганизующихся структур, возможно, будет итог этой работы. Это может стать нужным при разработке микроскопических устройств, которые гарантируют контроль течения жидкости или селективного переноса полезной нагрузки.Ранее, в результате самоорганизации, из коллоидных систем получили трубообразные структуры.
Получение велось чаще не в динамических системах, а равновесных. Только математической оставалась чаще всего концепция синхронизации. До сегодня еще не было попыток использовать для создания новых динамических структур, в ходе процессов самоорганизации, идею синхронизации.Благодаря группе Цинь Яна из Университетов Иллинойса созданы микротрубчатые структуры. Они похожи на те, которые есть в клетках после синхронизации колебаний суспендированных в жидкости и покрытых никелем частиц оксида кремния.
Использованный учеными тип самоорганизации существенно отличается от представления химиков о самоорганизации, которого они придерживаются, заметил специалист из Кембриджского университета в области изучения самоорганизующихся систем Джонатан Ницшке. Вопрос в том, что если на систему не происходит влияние, и самоорганизация проходит лишь в переменном магнитном поле, то трубчатые продукты самоорганизации нестабильны. Выходит, что организация в трубы – это динамический процесс, которому требуется движение и подача энергии.При помощи осаждения чувствительного к магнитному полюсу никеля на сторону сферической частицы из оксида кремния группой Цинь Яна были получены двуликие частицы. Вследствие, у них образовались намагниченная и не намагниченная стороны. После этого, в деионизированной воде суспендировавшись, частицы действовали на суспензию прогрессирующим магнитным полем.
Из-за поля, частицы вращались вокруг себя, как гироскоп. Исследователи заметили, что если частицы сблизятся, то начнут влиять на взаимные магнитные поля, из-за чего синхронизируют фазу, частоту и амплитуду колебаний. Результат – самоорганизация в устойчивые трубчатые структуры. Если изменения параметров в системе селективно было получено небольшое количество возможных трубчатых структур. Потеря синхронности – причина разрушения трубообразных структур.Рассеивающие энергию для сохранения структуры динамические самоорганизующиеся структуры очень известны у живой материи (микротубулы в клетке), пояснил Ницшке. Попытка создания подобных систем актуальна, так как их сложно получить синтетическим путем, итог работы – положительный.