Представители американского Северо-Западного университета сообщили о необычном поведении микрочастицы при огибании цилиндрического препятствия.
Учёные направляли микрочастицу к вращающемуся цилиндрическому препятствию в жидкой среде. По их расчётам, частица должна была столкнуться с препятствием или обогнуть его. Но специалисты увидели, что частица огибает препятствие, после чего «прилипает» к его задней стороне. При этом препятствие эффективно удерживало частицу.
Вследствие экспериментов учёные разгадали физику данного явления. Три фактора стали причиной неожиданного поведения: электростатика, гидродинамика, а также беспорядочное случайное движение окружающих молекул. Размер препятствия определял, как долго частица оставалась в ловушке, прежде чем выбраться.
Оказалось, что из-за особенностей гидродинамики внутри камеры для образцов образуются застойные зоны. Иначе говоря, вращающийся микроролик заставлял жидкость течь в камере. Но потоки также создавали карманы, где жидкость остаётся неподвижной и не течёт.
Частица остановилась и застряла, когда попала в застойную область. Но чтобы добраться до застойной области, она должна была совершить резкий разворот. Добравшись до препятствия, частица огибала его, прилипая к тыльной стороне.
Учёные обнаружили, что броуновское движение молекул внутри жидкости «отбрасывает» частицу в застойную область. Кроме того, размер препятствия определяет, как долго частица будет оставаться в ловушке. Изменяя размер препятствия, специалисты могут увеличить время удержания на порядки.
Авторы рассчитывают, что их метод будет востребован для удержания микрочастиц в рамках научных экспериментов.
