Janusdeeltjes bestuurbaar in wisselstroomveld

Stel je voor dat je een microscopisch klein voorwerp in een vloeistof nauwkeurig kunt besturen met een elektrisch veld van dezelfde sterkte als dat van een gemiddeld huishoudapparaat. Dit is precies wat onderzoekers van de North Carolina State University voor elkaar hebben gekregen.

Zij maakten polystyreenbolletjes van 4-8 μm en brachten op de buitenkant van één helft een laagje goud aan. Deze Janusdeeltjes (Janus was een Romeinse godheid met twee gezichten) bezitten zo twee helften met verschillende chemische en fysische eigenschappen.

Wanneer de Janusdeeltjes zich in water en een elektrisch veld bevinden, is de interactie tussen de watermoleculen en de helften niet gelijk. De beweging van de watermoleculen is sneller langs de met goud bedekte helft. Door dit verschil lanceert het deeltje zich onder een rechte hoek met het elektrisch veld. De deeltjes bewegen altijd op dezelfde manier, met de ‘gouden’ helft aan de achterkant.

Het fenomeen was tot nog toe alleen een theorie op basis van een computermodel. Dit is het eerste experimentele bewijs. De volgende uitdaging is om extra functionaliteit te geven aan de Janusdeeltjes. Deze deeltjes kunnen potentieel in vele toepassingen ingezet worden, zoals microscopisch mixen van vloeistoffen, moleculaire ‘shuttles’, zelf aangedreven microsensors of gerichte medicijntoediening.

Bron: North Carolina State University