Znanstvenici s Ruđera objasnili ples nanočestica pod svjetlom: 'Ovo otvara uzbudljive nove mogućnosti u razvoju robotike'

Međunarodni tim u kojem su i znanstvenici s Instituta Ruđer Bošković objavio je novi teorijski model koji objašnjava ponašanje nanočestica kad su izložene svjetlu, priopćeno je. Istraživački tim pod vodstvom Stefana A. Mezzasalme s Ruđera i Mareka Grzelczaka iz Centra za fiziku materijala (CFM) u Španjolskoj, u suradnji s Robertom Morandottijem iz Kanade (INRS) objavio je rad u uglednom časopisu Advanced Materials za koji se kaže da bi mogao imati značajan utjecaj na područje mekane robotike te autonomnih i samokretnih strojeva.

Novi teorijski model objašnjava kako nanočestice prolaze kroz samooscilaciju pod svjetlom te što utječe na njihovu površinsku temperaturu i sklonost grupiranju u tekućini. Samooscilacije se događaju u širokom spektru frekvencija. To je poput otkrića da glazba može biti umirujuća i mirna ili živahna i dinamična te da te čestice imaju svoj ritam i zvuk, kažu u priopćenju.

Kako bi potvrdili svoju hipotezu, istraživači su proveli niz novih laserskih eksperimenata u kojima su koristili zlatne nanocjevčice koje periodično mijenjaju svoju sklonost grupiranju pod svjetlom. Time su demonstrirali sposobnost fototermalnog efekta da pokrene dinamične i kompleksne interakcije na makroskopskoj razini.

‘Mogu izvoditi dinamični ples’

“Istražili smo kako nanočestice raspršene u običnoj tekućini poput vode reagiraju na svjetlo, kako se zagrijavaju i pokazuju nepredvidive obrasce kretanja. Rezultati do kojih smo došli otkrivaju područje u kojem se ove čestice ne kreću samo mehanički, već mogu izvoditi dinamični ples, mijenjajući svoje pokrete od smirenih i nježnih do živahnih i nepredvidivih, objašnjava Stefano A. Mezzasalma iz Laboratorija za optiku i optičke tanke slojeve IRB-a.

Istraživanje nudi intrigantan uvid u budućnost meke robotike, autonomnih i samokretnih strojeva sve do veličine nanočestica, kod kojih se komplicirani sustavi mogu konstruirati kako bi se sami oscilirali i izvodili različite pokrete, od metodičnih i predvidljivih do dinamičnih i hirovitih. Primjene su također zamislive u raznim područjima gdje se koriste svjetlom pokretani uređaji.

Otkriće proširuje naše temeljno razumijevanje kako koloidne nanočestice metala mogu reagirati na svjetlo. Jednostavno rečeno, otkrili smo da nanočestice u tekućini mogu plesati ‘po svom ritmu’ kad su izložene kontinuiranoj iluminaciji. To bi moglo otvoriti uzbudljive nove mogućnosti u razvoju malih strojeva i senzora koji idu izvan okvira mekanih robota, zaključio je Stefano A. Mezzasalma.