科学家找到了使用攀岩运动员的微小电机导航沉重的上坡爬升

重型金属微灯

重型金属微威尔,由铑(紫色)和金制成,在液体溶液中游泳。在面对倾斜的墙壁时,每个杆状游泳运动员都会由于其密度不平衡而向向上重新定位其身体,并像攀岩者一样游击重力。流体动力学效应有助于放大其重新定位的作用。信誉:Image of Jun Zhang,Nyu's Courant Institute和Nyu的物理系

一群科学家们已经发现,攀登陡峭的斜坡有多沉重,机动物品 - 一种新发现的机制,也模仿攀岩人如何导航斜坡。

这些发现发表在杂志上柔软物质在一系列实验中,机动物体被放置在液体中,然后向上移动倾斜的表面。

“这些”微放游泳者“比他们游泳的流体更重20倍,但他们能够爬上几乎垂直的陡坡,”张章“王先生”的作者和物理学和数学教授解释说纽约大学龙头数学科学研究所和纽约上海。

该作品提高了我们对重力响应“格拉西斯” - 方向运动的理解。该现象是不仅在工程,而且在医学和药物发育中的重要考虑。部分解释了细菌如何通过身体移动,并为创造更有效的药物交付机制提供洞察的洞察。

柔软物质研究,科学家创造了游泳运动员,或纳米棒,其长度大约是人头发的宽度的约1/40。这些电动游泳运动员的任务是在浸入围墙容器内的液体溶液中移动倾斜表面。游泳运动员由两种类型的金属 - 金和铑以及金和铂组成 - 一个化妆,给出了鉴于这些金属的不同重量的不平衡密度。

游泳者的身体结构、液体环境和并列的表面使他们能够向上移动,尽管他们的体重很大。

Courant研究所教授、熨斗研究所计算生物学中心主任迈克尔·谢利补充说:“由于密度不平衡,这些马达能在对抗重力的情况下向上调整方向,就像跷跷板根据乘客的运动和重量调整方向一样。”yabo124“水动力效应会放大这种运动——在靠近墙壁的地方游泳会产生更大的扭矩,以重新定位发动机的身体向上。这很重要,因为微观世界是嘈杂的——对于电机来说,它总是向上两步,向下一步——更大的扭矩提高了它们垂直移动的能力。”

在发表在《物理评论快报》上的之前的工作中,张、雪莱和他们的同事发明了“纳米马达”,揭示了一种对抗电流的有效运动方式。这项新研究通过揭示重物如何在陡峭的倾斜表面上移动,进一步扩展了这些发现,并提供了更复杂的机动方案。

“既然这些微型游泳者能够克服重力爬上非常陡峭的斜坡,我们就可以开发更困难的任务了,”张说。“未来,先进的电机将被设计到目标位置,并执行指定的功能。”

参考文献:“金属微威尔斯赶上了重力墙”,弗洛伦西奥巴福·USABIAGA,Enkeleida Lushi,杨武,莱夫·鲁菲,Michael D. Ward,Michael J. Shelley和Jun Zhangaef,2011年6月11日,柔软物质
DOI:10.1039 / D1SM00554E

The study’s other co-authors included Quentin Brosseau, a post-doctoral researcher at the Courant Institute at the time of the research, Yang Wu, a doctoral candidate in NYU’s Department of Chemistry, Michael Ward, a professor in NYU’s Department of Chemistry, Leif Ristroph, an associate professor at the Courant Institute, Florencio Balboa Usabiaga of the Flatiron Institute, and Enkeleida Lushi of the新泽西理工学院

该工作得到了国家科学基金会(DMR-1420073)的MRSEC计划(DMR-1420073)和NSF授予DMS-RTG-1646339,DMS-1463962和DMS-1620331的支持。

是第一个评论关于“科学家们找到了一种方法,用表现得像攀岩者的微型发动机导航沉重的上坡”

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