Aplicando un campo eléctrico se puede manipular el movimiento de los micronadadores. Científicos del Instituto Max Planck de Dinámica y Autoorganización (MPI-DS), el Instituto Indio de Tecnología (IIT) Hyderabad y la Universidad de Twente, Países Bajos, explican los principios físicos fundamentales comparando experimentos y predicciones de modelos teóricos. Son capaces de ajustar la orientación y el modo a través de microcanales entre la oscilación, la conformidad de la pared y la orientación de la línea central, lo que permite diferentes interacciones con el entorno.
A menudo se requiere que los micronadadores naveguen libremente a través de entornos estrechos, como microcanales en medios porosos o vasos sanguíneos. Los nadadores pueden ser de origen biológico, como algas o bacterias, pero también forman estructuras personalizadas que se utilizan para transportar productos químicos y medicamentos. En estos casos, es importante controlar cómo flotan en relación con las paredes y los límites, ya que uno podría querer que intercambien combustible o información, pero también evitar que se queden en lugares donde no deberían.
Muchos nadadores están cargados eléctricamente, de modo que los campos eléctricos pueden proporcionar una forma versátil de guiarlos a través de entornos complejos. Los científicos del MPI-DS ahora exploran esta idea en experimentos con micronadadores artificiales autopropulsados: “Utilizamos una combinación de campos eléctricos y flujo impulsado por presión para influir en las condiciones de movimiento de los micronadadores artificiales en un canal. Investigamos la influencia de”, Corinna Moss informes. , líder de grupo en MPI-DS y profesor asociado en la Universidad de Twente. “Identificamos diferentes modos de movimiento y los parámetros del sistema que los controlan”, resume. En una publicación anterior, los científicos ya demostraron que sus nadadores artificiales prefieren nadar contra la corriente, moviéndose entre las paredes del canal. Con su nuevo descubrimiento, ahora es posible controlar cómo se mueven los nadadores aplicando un campo eléctrico y fluyendo a través del canal.
Así, los investigadores desarrollaron una amplia gama de posibles patrones de locomoción: se podría indicar a los nadadores que se pegaran a las paredes del canal o siguieran su línea central, ya sea en un movimiento bidireccional o recto. También son capaces de dar vuelta en U si se dirigen en la dirección equivocada. Los científicos analizaron estos diferentes estados utilizando un modelo hidrodinámico general que se aplica a cualquier nadador con carga superficial. Ranbir Dey, profesor asistente en IIT Hyderabad, explica: “Demostramos que el movimiento de los nadadores cargados se puede controlar aún más utilizando campos eléctricos externos. Nuestro modelo es una herramienta para comprender y personalizar los micronadadores artificiales que puede ayudar y proporcionar inspiración”. Aplicaciones microrobóticas autónomas y otras aplicaciones biotecnológicas”.
