Новости

Программируемые системы из магнитов собирают себя сами

Команда, возглавляемая физиками Корнеллского университета, использовала силу магнитов для разработки самоорганизующихся систем, которые могут быть воссозданы в наноразмерной форме.

Для создания небольших систем (миниатюрные машины, гели и метаматериалы), которые способны к самосборке, исследователи черпали вдохновение из ДНК-оригами, в которой нити ДНК атомного масштаба могут быть свёрнуты в двухмерные и трёхмерные структуры посредством спаривания нуклеотидов. Учёные не полагались на атомные связи, а обратились к магнетизму. Магнитные взаимодействия создают прочные, универсальные связи, которые нелегко разрушить тепловыми эффектами. С большим набором магнитов и различными ориентациями его связей возможны тысячи различных конфигураций.

Исследователи проверили свою теорию, изготовив акриловые панели, каждая из которых содержала четыре крошечных магнита. Расположение позволило магнитам сложиться в четыре разные конфигурации. Управляя рисунком магнитных диполей на каждой панели, учёные могли менять конфигурацию и создавать разные строительные блоки для самосборных систем. Чтобы активировать самосборку, конструкции поместили в вибрирующий контейнер, где вибрация препятствовала сцеплению магнитов. По мере уменьшения амплитуды встряхивания магниты сцеплялись в необходимом порядке, а конструкция складывалась в нужную структуру. В будущем исследователи надеются создать наноразмерные версии систем с самоорганизующимися блоками, диаметр которых будет составлять всего сто нанометров.

Фото и видео: Lindsay France/Cornell University

Читайте также
Тест: отвечаем на вопросы из ЕГЭ-2021
Тест: отвечаем на вопросы из ЕГЭ-2021
Ускоренный единый госэкзамен по разным предметам сразу
«Ощущение настоящего неба». Текст, после которого вам захочется в планетарий
«Ощущение настоящего неба». Текст, после которого вам захочется в планетарий
Зачем ходить в планетарий? Рассказывает научный директор Московского планетария
Как предотвратить мусорный апокалипсис
Как предотвратить мусорный апокалипсис
Микропластик повсюду: в воде, воздухе, организме. Нашей цивилизации угрожает мусорная катастрофа?