作者:RIKEN
离子流入后波在物质中的传播
信用:RIKEN 得益于RIKEN紧急物质科学中心的科学家及其合作者的工作，科学家们更接近于创造出能够以协调的方式利用微观运动在宏观尺度上创造连贯运动的设备
这复制了生物以不同于人工机械装置的方式移动的方式
在这项发表在《自然通讯》上的研究中，研究人员使用排列在水溶液中的钛纳米片来产生一种波，该波在材料中传播，即使纳米片没有相互附着
他们还能够利用协调运动将微粒与波一起传输
例如，人体肌肉的运动是通过一个复杂的过程进行的，在这个过程中，单个的“分子马达”以协调的方式运动
类似地，驱动细菌运动的纤毛波动可以在流体介质中以良好控制的方式传播
相比之下，我们周围的人造机器往往只因为少量的运动元素而运动
因此，生物可以根据需要产生精细复杂的运动，而发动机只能重复简单的直线或圆周运动
视频显示了暴露于空气离子后波的传播 在目前的研究中，研究人员着手创造一种人造材料，可以重现自然系统的运动
具体来说，研究人员报告说，大约100亿个胶体分散在水介质中的纳米片可以被诱导相干操作，以产生非平衡状态下传播的宏观波
最初诱导纳米片采用共面几何形状，具有大约420纳米的大且均匀的平面间距离
本质上，它们被带负电的纳米片之间竞争性的静电排斥和范德华引力固定住了
当研究人员通过向溶液中加入离子来减弱排斥力时，随着排斥力的减弱，纳米片变得更紧密
这就产生了一个穿过材料的波
该波还能够以均匀的方向和速度传输微粒
根据该论文的第一作者Koki Sano的说法，“看到微粒实际上穿过材料是非常令人兴奋的
我们知道这种运动在自然界中非常普遍，所以看到我们真的能以某种方式复制这种运动绝对是一个成就
" 波携带的微粒的运动
信用:RIKEN 该研究小组的领导人之一、RIKEN CEMS的石田康弘说，“研究人员以前试图通过利用微小部件的协调运动来创造宏观运动，从而复制自然，但这似乎很难实现
我们的方法是不同的，因为单个单元不是通过键连接的，而是通过吸引力和排斥力之间的竞争保持在适当的位置
我们希望这一发现将为从大量微小部件设计宏观机器提供一个普遍原则
"
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