Los micro nadadores artificiales han recibido mucha atención en los últimos años. Al imitar a los microbios que convierten la energía circundante en movimientos de natación, estas partículas pronto podrían explotarse para muchas aplicaciones importantes. Sin embargo, antes de que esto suceda, los investigadores deben desarrollar métodos para controlar mejor las trayectoriasde micro nadadores individuales en entornos complejos. En un nuevo estudio publicado en EPJ E , Shubhadeep Mandal en el Instituto Indio de Tecnología de Guwahati India, y Marco Mazza en el Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización en Göttingen Alemania y la Universidad de Loughborough Reino Unido, muestran cómo se podría lograr este control usandomateriales exóticos llamados 'cristales líquidos nemáticos' LC, cuya viscosidad y elasticidad pueden variar según la dirección de una fuerza aplicada.
Los descubrimientos del dúo podrían informar el uso futuro de micro nadadores de carga en procedimientos médicos delicados: incluida la administración de medicamentos, el control de enfermedades y la cirugía no invasiva. Mediante el uso de LC nemáticos biocompatibles, estas técnicas podrían integrarse de manera fácil y segura conlos cuerpos de los pacientes. Por lo general, los micro nadadores se impulsan hacia adelante empujando o tirando del líquido que los rodea. Hasta ahora, estos movimientos no se han estudiado ampliamente en fluidos menos convencionales como los LC nemáticos, que tienen estructuras cristalinas ordenadas, pero tambiénfluyen como líquidos.
Mandal y Mazza estudiaron este escenario utilizando algoritmos de 'dinámica de colisión de múltiples partículas', que describen cómo las estructuras atómicas de las LC nemáticas varían con el tiempo. Combinados con simulaciones de micro nadadores esféricos, los algoritmos les permitieron investigar cómo las viscosidades y elasticidades dependientes de la direcciónde LC nemáticos pueden afectar las velocidades y orientaciones de los micronadadores esféricos. Estudios anteriores demostraron que sus movimientos son marcadamente diferentes a los que se encuentran en los fluidos convencionales; los micronadadores siguen trayectorias no aleatorias para minimizar su energía elástica. Mandal y Mazza ahora también muestran que unLa velocidad del micro nadador variará dependiendo de si empuja o tira del fluido circundante; y también se vuelve más lenta cuando empuja con una fuerza más fuerte. El dúo ahora espera que sus técnicas de simulación puedan extenderse fácilmente para modelar la dinámica de múltiples micro nadadores.
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Materiales proporcionado por Springer . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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