Olga Vinogradova, Professor aan de Faculteit der Natuurkunde van de Lomonosov Moscow State University, en Salim Maduar, een junior onderzoeker van haar groep heeft een nieuwe methode voorgesteld voor het manipuleren van microdeeltjes op het grensvlak tussen vaste en vloeibare stoffen in water op basis van toevoeging van een fotogevoelige oppervlakteactieve stof. Het onderzoek is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .

Belichting van de oppervlakteactieve stof met laserlicht resulteert in de vorming van snelle waterstromen die deeltjes verplaatsen. Dit maakt de manipulatie van deeltjes mogelijk, bijvoorbeeld om verontreinigingen van oppervlakken te verwijderen zonder schade te veroorzaken. Het kan ook worden gebruikt om een ​​assemblage van micro- en nanodeeltjes te verzamelen of te modelleren naar specifieke configuraties en afmetingen op een vast-vloeibaar grensvlak.

De lichtgevoelige oppervlakteactieve stof kan zijn conformatie veranderen onder de juiste golflengte van licht. Het kan in één configuratie op een staaf lijken; in een andere, het lijkt op een teek. Verlicht een oplossing van deze oppervlakteactieve stof onthult moleculen in de lichtvlek die van conformatie veranderen en het systeem genereert concentratiegradiënten van "staafjes" en "teken".

Theoretische natuurkundigen uit Moskou hebben uitgelegd dat concentratiegradiënten in de buurt van een geladen vast-vloeibaar grensvlak tot een ongewoon fenomeen leiden:een diffusio-osmotische stroming, waarmee ze deeltjes op een vast-vloeibaar grensvlak kunnen manipuleren. De auteurs hebben aangetoond dat het selecteren van de juiste lasergolflengte ervoor zorgt dat deeltjes in een gewenste richting bewegen om ze van de lichtvlek te verwijderen of zich naar het midden ervan te verzamelen. Wetenschappers hebben het systeem theoretisch beschreven, waardoor ze de omstandigheden hebben kunnen optimaliseren met de hoogste vloeistofsnelheid. Het bleek dat diffusio-osmotische stroming erg gevoelig is voor zoutgehalte van water. Op zuiver water, de snelheid neemt meerdere malen toe.

Ondanks het feit dat het oorspronkelijke doel van de nieuwe methode was om oppervlakken zacht te reinigen, zoals halfgeleidende kristallen voor micro-elektronica, wetenschappers hebben ook een aantal ongebruikelijke toepassingen gevonden. Bijvoorbeeld, door een laservlek te verplaatsen, de onderzoekers konden "tekenen" op het oppervlak, omdat de laser een zichtbaar spoor achterlaat met een verhoogde of verlaagde concentratie van microdeeltjes. In het artikel, de auteurs voegen foto's en video's toe waarin ze het logo van de Universiteit van Potsdam hebben getekend, een "gelukkige man" en een hartvormig patroon, met behulp van microdeeltjes die zijn gemanipuleerd door de laserspot zijdelings te verplaatsen over de vaste vloeistofinterface.