یک تیم تحقیقاتی روی حرکت ذرات در محیط‌های مختلف مطالعه کرده است. نتایج شبیه سازی آنها نشان می‌دهد که ذرات در یک محیط منظم از نانومیله‌ها حرکت سریع‌تری داشته و همچنین قادر به حرکت در یک جهت مشخص هستند.
تاثیر چیدمان منظم نامیله‌ها روی سرعت و جهت حرکت نانوذرات
برخی از پیشرفت‌های اخیر در فناوری نانو به این حقیقت وابسته است که نانوذرات روی یک سطح یا درون یک مایع، تحت شرایط سخت چگونه حرکت می‌کنند. یک تیم تحقیقاتی در موسسه فناوری جرجیا به مطالعه این موضوع پرداخته است. ریگوبرت هرناندز، استاد رشته شیمی و بیوشیمی این موسسه، با استفاده از کامپیوترهای بسیار پیشرفته و شبیه‌سازی به مطالعه این پدیده پرداخته است.
یافته‌های اخیر این گروه که درباره حرکت یک پیمایشگر کروی میان سوزن استاتیک است در نشریه Journal of Physical Chemistry B به چاپ رسیده است.
ریگوبرت هرناندز و دانشجوی اسبق دکتری او، اشلی تاکر، پراش دهنده‌های میله‌ای شکلی را در یکی از دو حالت زیر در طول شبیه‌سازی خود قرار دادند: نامنظم ( ایزتروپیک) و منظم ( نماتیک).
زمانی که نانومیله‌ها نامنظم بودند در حالت‌های مختلف جهت‌گیری داشتند. ریگوبرت هرناندز دریافت که در این حالت یک ذره به‌صورت غیر یکنواخت در جهت‌های مختلف حرکت می‌کند. وقتی که میله‌ها به یک‌سو جهت‌گیری داشتند، ذرات به‌طور متوسط تمایل به نفوذ به یک سو را دارا هستند. در حالت استاتیک، حرکت پیمایشگر از شکل پراش دهنده‌ها تقلید می‌کند. نکته جالب این بود که ذرات گاهی در یک محیط نماتیک سریع‌تر از محیط نامنظم حرکت می‌کند. این بدین معناست که کانال‌هایی که بین نانومیله‌های منظم باز است هم نانوذرات را به یک جهت هدایت می‌کند و هم سرعت حرکت آنها را افزایش می‌دهد.
با افزایش دانسیته پراش دهنده‌ها، کانال‌ها شلوغ و شلوغ‌تر می‌شوند. ذرات درون این کانال‌های شلوغ گیر کرده و حرکت کندتری خواهند داشت. با این وجود محققان دریافتند که پراش دهنده‌های نماتیک نفوذ سریع‌تری را نسبت به پراش دهنده‌های نامنظم به‌دنبال دارند.
ریگوبرت هرناندز می‌گوید این شبیه‌سازی ما را یک گام به تولید ادوات نانومیله نزدیکتر می‌کند که در آنها دانشمندان می‌توانند حرکت نانوذرات را کنترل کنند. کاربرد اصلی این فناوری در تولید الگوهای نوری جدید، حرکت اطلاعات و دیگر رهاساز‌های میکروسکوپی است.
برای مثال اگر دانشمندان نیاز به یک پیمایشگر برای حرکت در یک جهت و با یک سرعت مشخص داشته باشند، آنها می‌توانند از نانومیله‌ها برای حرکت به آن سمت استفاده کنند. اگر لازم بود که جهت ذرات تغییر کند، پراش دهنده‌ها می‌توانند به‌سوی دیگری تغییر وضعیت دهند.
