磁性纳米螺旋的推进与受控转向
流体动力学
2017-02-08 v1 软凝聚态物质
摘要
微纳米马达在流体环境中的外部控制运动构成了生物传感、靶向递送和环境修复中的一种有前景的工具。特别是，近期实验表明，通过对磁性螺旋形结构施加外部磁场可实现无燃料推进。螺旋结构与旋转场之间的磁相互作用诱导出一个力矩，通过耦合的旋转-平移运动使其旋转并推进。近期工作表明存在某些用于推进的螺旋形状的最优几何结构。然而，实验显示由于布朗运动干扰确定性运动并使得难以实现受控转向，在纳米尺度上受控运动仍具挑战性。本工作中，我们采用定量精确的模拟方法设计了一种装置，使得半径为 30 nm 的磁性纳米螺旋（无论有无载荷）能在热涨落存在下被精确推进与转向。具体而言，我们展示了此类纳米马达的快速输运，并设计了操控外部场的协议，以在生物相关温度下实现方向性受控转向。
引用
@article{arxiv.1702.01989,
title = {Propulsion and controlled steering of magnetic nanohelices},
author = {Maria Michiko Alcanzare and Mikko Karttunen and Tapio Ala-Nissila},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.01989},
year = {2017}
}