分會

第三十五分會：膠體與界面化學

摘要

在生物系統(tǒng)中，我們經(jīng)常能觀察到個體之間通過相互作用自發(fā)組裝形成多樣的結構和圖案。設計可以相互溝通與協(xié)作的微納機器人進而研究它們的自組織行為，可以幫助理解非平衡態(tài)自組織行為。本研究中，我們發(fā)現(xiàn)在紫外燈照射下，PMMA-Ag Janus振蕩馬達會自發(fā)聚集形成迷宮狀斑圖，并且由于顆粒之間化學信號的傳遞體系中始終伴隨著波的傳播，我們主要對馬達的自組裝機制以及波和自組裝兩種群體行為間的耦合做了深入探討。從現(xiàn)象上講，馬達會先聚集成小的團簇，小的團簇進一步吸引周圍顆粒并與其它團簇結合形成更大團簇最終形成斑圖。體系中的化學波會激發(fā)其傳播途徑上的馬達吸引周圍馬達，進而讓馬達的吸引行為隨波傳遞，反之隨著斑圖的形成，波最終會被限制在馬達組裝形成的迷宮中傳播?；隈R達表面化學反應我們認為馬達自組裝主要是由表面反應產(chǎn)生的離子擴散不同導致的基板電滲流造成。通過對照不同顆粒密度下體系中兩種群體行為的狀態(tài)，我們猜測波的狀態(tài)改變的閾值也是馬達能自組裝的閾值。另外，實驗中還發(fā)現(xiàn)通過開關燈方式也能形成類似斑圖，并且通過調(diào)整開關燈頻率，改變光強，結構光等手段可以調(diào)控斑圖特征長度。 綜上，對PMMA-Ag震蕩馬達體系群體行為的研究及調(diào)控不僅為設計仿生微機器人和其他可以自發(fā)交流和組裝的智能材料提供了思路，它還能作為深入了解非線性特性的活性物質(zhì)的集體行為的模型。

關鍵詞

微馬達;膠體;自組裝;化學波;斑圖

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段世芳 甘肅農(nóng)業(yè)大學、劉佳鈺 哈爾濱工業(yè)大學（深圳）、陳曦 成都理工大學 共3人點贊了這篇線上墻報。