К вопросу о механизме движения синтетических наномоторов в вязкой жидкости

Рассмотрен механизм перемещения наномотора при наличии противоположно заряженных частиц в окружающей вязкой жидкости. В отличие от предложенного в литературе механизма, основанного на действии градиента концентрации частиц определенного вида, образующихся за счет асимметричных химических или электрохимических реакций, происходящих на поверхности наномотора, рассматривается гипотеза о его возможном перемещении и в случае равных концентраций ионов разных размеров в результате гидродинамического взаимодействия. Для обоснования выдвинутой гипотезы рассмотрена динамика наномотора в вязкой жидкости в рамках диффузионной модели электрогидродинамики и на основе модели дипольного агрегата в облаке противоположно заряженных мелких частиц, имеющих разные размеры но одинаковый по величине заряд. При этом считается, что суммарный заряд всех мелких частиц равен нулю и концентрации разноименно заряженных частиц в жидкости вокруг диполя одинаковые. Проведенные расчеты подтвердили возможность наномотора перемещаться и в этом случае. При этом направление его перемещения и скорость существенно зависят как от распределения мелких частиц в окружающей жидкости, так и от их размеров. Нарушение симметрии в их распределении приводит к появлению составляющей скорости перпендикулярно направлению дипольного момента. Так как при химическом или электрохимическом механизме образования ионов такое нарушение в их распределении может быть обусловлено как отклонением от симметрии формы самого наномотора, так и возможным наличием примесей, участвующих в реакции, то для управления перемещением необходимо прикладывать еще внешнее поле, ориентирующее наномотор в заданном направлении. Предложенный механизм перемещения наномотора может быть использован для управления массопереносом в системе жидкость-частицы. Библ. 21. Фиг. 4. Табл. 2.