Nature子刊：电动液滴

来自德国和瑞典的一组物理学家与海因里希·海涅大学Düsseldorf (HHU)的第一作者延斯·克里斯蒂安·格劳尔(Jens Christian Grauer)合作，研究了一种特殊的胶体粒子系统，他们使用激光激活了该系统。研究人员发现了一种被命名为“droploids”的自我推进液滴，这种液滴含有颗粒作为内部马达。他们在最新一期的《自然通讯》杂志上对这些下垂体进行了更详细的描述。

　　

   

   

图片:在激光照明下形成“droploids”(蓝色液滴)。垂倍体包含热(黑色)和冷(白色)胶体颗粒，并能以机动方式沿着红色箭头自行推进。

图片来源:胡/延斯·格劳尔(左、右);哥德堡大学/ Falko Schmidt(中心)

来自德国和瑞典的一组物理学家与海因里希·海涅大学Düsseldorf (HHU)的第一作者延斯·克里斯蒂安·格劳尔(Jens Christian Grauer)合作，研究了一种特殊的胶体粒子系统，他们使用激光激活了该系统。研究人员发现了一种被命名为“droploids”的自我推进液滴，这种液滴含有颗粒作为内部马达。他们在最新一期的杂志中更详细地描述了这些下垂体自然通讯。

根据一句古老的谚语，整体往往大于部分之和。毕竟，由面包、生菜和蛋黄酱制成的三明治比单独的成分更美味。来自HHU、达姆施塔特理工大学和瑞典哥德堡大学的一组物理学家已经确定，这句格言在物理学领域也是正确的，结合单个部件可以创造出具有全新性质的东西。

该研究项目包括将不同的原子和更大的粒子结合，并研究它们对彼此的影响。它是一个典型的例子，说明了我们周围的物质是由什么组成的。研究人员将这种组合的一般原则扩展到包括额外的反馈过程，从而创造出被称为“正反馈循环”的新型动态结构。

具体来说，他们将两种不同类型的胶体颗粒在水-lutidine热浴中结合。他们用激光照射浴槽，激光发出的光将液体带到粒子附近的临界点。这种波动在这一点上特别强烈，使得类似液滴的结构形成，反过来环绕在粒子周围。

在液滴内部，两种胶体颗粒被加热到不同的温度。这就产生了与牛顿基本运动定律(作用力=反作用)相矛盾的有效力，推动水滴前进。这意味着胶体粒子诱导形成了包裹胶体的液滴，液滴反过来又被胶体粒子推动。这种反馈回路产生了具有自组织胶体马达的新型超结构。研究人员采用了“水滴”一词来描述这些上层结构，这是“水滴”和“胶体”的合成词。

研究小组将理论和实验方法结合起来，在Düsseldorf和Darmstadt上进行了系统建模，而哥德堡的同事们则用现实生活中的实验验证了这些发现，从而证实了理论模型。

HHU理论物理研究所II的负责人Hartmut博士L?wen说:“这一过程可以完全由激光照明控制，这一点很重要。这使得从外部引导系统成为可能，从而使其能够灵活地应用于不同的应用。”

达姆施塔德理工大学“软物质理论”工作小组的组长Benno Liebchen教授解释了droploids的实际用途:“除了证明微电机的新概念，droploids和所涉及的非互反相互作用可以作为未来仿生材料的重要成分。”

DOI

10.1038 / s41467 - 021 - 26319 - 3