Spontāni magnetizētu mikrostīgu dinamika ārējā magnētiskajā laukā: Eksperimentāla izpēte

Abstract

Mikroierīces, kuras manipulē ar ārēju spēku, ir interesants pētniecības temats, ņemot vērā to potenciālos pielietojumus, piemēram, samaisīšanai mikrofluidikā un mērķtiecīgai kravu piegādei biomedicīnā. Magnētiski darbināmi roboti, kā šeit pētīts, sniedz priekšrocības gan kustības kontrolē pēc pieprasījuma, gan drošā bioloģiskā saderībā. Šajā darbā eksperimentāli tiek pētīta magnētisko stīgu dinamika gan rotējošā, gan pulsējošā magnētiskā laukā. Stīgas ir veidotas no feromagnētiskām daļiņām, kas savienotas ar DNS fragmentiem. Eksperimenti tika realizēti pie dažādiem nosacījumiem, kas ļāva veikt adekvātu salīdzinājumu ar skaitliskās modelēšanas rezultātiem, identificēt iepriekšējos pētījumos izstrādāto modeļu ierobežojumus un sniegt provizorisku priekšstatu par feromagnētisko stīgu izmantošanu samaisīšanai un pielietojumos kravu piegādei.

Micro-devices manipulated by an external force is an interesting topic of research for potential applications, as for mixing in microfluidics and targeted cargo delivery in bio-medical applications. Magnetically actuated robots, as investigated here, gives the advantage of both having on-demand motion control and safe bio-compatibility. In this work, the dynamics of magnetic filaments is investigated experimentally under both rotating and pulsed magnetic field. The filaments are made from ferromagnetic particles linked by DNA fragments. The experiments were conducted at different conditions which allowed adequate comparison with numerical simulations results, identifies limitations in models developed in previous studies and gives a preliminary insight for using ferromagnetic filaments for mixing and as cargo delivery applications.