微加工元件与趋磁细菌的磁力矩
经典物理
2014-08-08 v1 软凝聚态物质
摘要
我们对尺寸在 100 至 500 {\mu}m 范围内的微加工元件以及长度为数 {\mu}m 的趋磁细菌磁小体的磁力矩进行了全面的理论分析。我们推导了依赖于磁场的力矩和磁形状各向异性的简单方程，可直接用于替代常用的粗略近似。我们通过依赖磁场的力矩磁力计测量，并观察其在旋转磁场作用下在水中的旋转，对微加工元件和趋磁细菌的理论进行了说明和验证。最大微加工元件的最大旋转频率在误差范围内与理论一致。对于较小、特别是较薄的元件，测得的频率低了三四倍。我们怀疑这是由于元件中的磁化未完全饱和所致，而我们的模型未包含此因素。趋磁细菌的最大旋转频率在我们的模型误差范围内与其一致，但由于细菌形态的巨大差异，该误差范围相当大。所提出的模型为分析液体中磁性物体的实验提供了坚实基础，例如医学微机器人学领域的情况。
引用
@article{arxiv.1408.1570,
title = {Magnetic Torque of Microfabricated Elements and Magnetotactic Bacteria},
author = {Lars Zondervan and Özlem Sardan Sukas and Islam S. M. Khalil and Marc P. Pichel and Sarthak Misra and Leon Abelmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.1570},
year = {2014}
}