Yaponiyanın Naqoya Universitetinin tədqiqatçıları faktiki cihazların istehsalına ehtiyac olmadan “virtual çeşidləmə nanomaşınları” yaradan interfeys hazırlayıblar.

Elektron şüalarını nazik silisium nitrid membranlarına proyeksiya edərək, mikrofluidik cihazlar kimi fəaliyyət göstərən proqramlaşdırıla bilən elektrik sahələri yaratdılar – mikroskopik kanallar vasitəsilə çox az miqdarda mayeləri hərəkət etdirən sistemlər. Bu onlara nanomaterialları istənilən yerdə və istənilən vaxt ölçüsünə görə köçürməyə və çeşidləməyə imkan verir.

Nəticələr “Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering” jurnalında dərc olunub .

Alimlər cəmi bir atom qalınlığında karbon materialı olan qrafen oksiddən (GO) istifadə ediblər. Onun xassələri və hüceyrə qarşılıqlı əlaqəsi vərəq ölçüsünə görə dəyişir və bu, ölçüyə görə çeşidləmə üsullarını vacib edir. Ənənəvi üsullar sabit strukturları olan kompleks prefabrik mikrofluidik cihazlara ehtiyac duyur.

Yeni üsul dərhal köçürülə və ya yenidən konfiqurasiya edilə bilən müvəqqəti, proqramlaşdırıla bilən elektrik sahəsi nümunələri yaratmaqla bu məhdudiyyəti aradan qaldırır. Bu, GO vərəqlərinin dəqiq çeşidlənməsinə imkan verir, daha sonra çirkləndiriciləri, həllediciləri və biomolekulları ölçüdən asılı olan xassələri əsasında tuta bilir.Oyna

00:05

00:08SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Elektrik sahəsinin nümunələri GO vərəqləri olan məhlulun üzərinə proyeksiya edildikdə, iki qüvvə eyni vaxtda, lakin əks istiqamətdə işləyir: elektroosmotik axın təbəqələri naxışa doğru çəkir və elektroforetik itələmə qüvvəsi onları itələyir. Bu hərəkət müxtəlif ölçülü GO təbəqələri arasında səth yükünün kütləyə nisbətindəki fərqə görə baş verir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747931164&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-scientists-virtual-nanomachines-electron-graphene.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747931164041&bpp=1&bdt=151&idt=144&shv=r20250521&mjsv=m202505190101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747930772%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747930772%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747930772%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=976924070213&rume=1&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2328&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=42532523%2C95331833%2C95353386%2C95360610%2C95360815%2C95344788%2C95361619%2C95360955%2C31061691%2C31061693&oid=2&pvsid=6340743403314777&tmod=140502480&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=252

Kiçik GO vərəqləri daha az ümumi yükə malikdir, lakin onlar da əhəmiyyətli dərəcədə daha az kütlə və həcmə malikdirlər. Bu, onlara daha yüksək səth yükü-kütlə nisbəti verir və elektrik sahəsi ilə dəf edildikdə daha sürətli hərəkət etmələrinə səbəb olur. Tədqiqatçılar müxtəlif ölçülü GO vərəqlərinin (5-50 μm ² ) sürətlərini ölçdülər və aşkar etdilər ki, vərəq ölçüsü azaldıqca itələmə sürəti mütənasib olaraq artır.

Bu, onlara xüsusi yerlərdə vərəqləri ölçülərinə görə ayırmağa və tələb olunduqda görünən və mürəkkəb prefabrik mikrofluidik cihazlar tələb etməyən virtual çeşidləmə nanomaşınları yaratmağa imkan verdi.Oyna

00:00

00:12SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Tədqiqatçılar elektrik sahəsinin nümunələrini dəyişdirərək qrafen təbəqələri üzərində nəzarəti təkmilləşdirə bildilər . Məsələn, müxtəlif ölçülü vərəqlərin ayrılmasını yaxşılaşdırmaq üçün vaxtaşırı dəyişən müxtəlif üzük naxışları hazırladılar və məhlulda təbəqələri müxtəlif istiqamətlərə itələmək üçün hərəkət edən yarımdairəvi naxışlar yaratdılar.

“Bu tədqiqat nanomaterialların emalında paradiqma dəyişikliyini təmsil edir”, – Ph.D. tələbə və aparıcı müəllif Ken Sasaki şərh etdi. “Mürəkkəb mikro-maye cihazları qurmaq əvəzinə, biz indi görünən və tələbat əsasında işləyən virtual nanomaşınları proqramlaşdıra bilərik. Bu , mexaniki işlərin proqramlaşdırıla bilən güc sahələri tərəfindən yerinə yetirildiyi yerdə materialsız istehsal etməyə imkan verir .”

Naqoya Universitetinin Mikro-Nano Mexanika Elmləri və Mühəndisliyi Departamentindən professor Takayuki Hoşino bu texnologiyanın ətraf mühitin bərpası və səhiyyə tətbiqləri üçün əhəmiyyətli potensiala malik olduğunu vurğuladı.

“Məsələn, sənaye sızması baş verərsə, bu texnologiya əvvəlcə materialları obyektə daşımaq əvəzinə, çirkləndiricilərin optimal şəkildə çıxarılması üçün GO vərəqlərini çeşidləmək üçün yerində yerləşdirilməsi üçün hazırlana bilər” dedi.

Ətraflı məlumat: Ken Sasaki və digərləri, Elektron şüası ünvanlayan lokallaşdırılmış elektroforez ilə qrafen oksid təbəqələrinin ölçü fraksiyaları, Kolloidlər və Səthlər A: Fiziki-kimyəvi və Mühəndislik Aspektləri (2025). DOI: 10.1016/j.colsurfa.2025.137056

Naqoya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir