Međunarodni istraživački tim pod vodstvom dr. sc. Stefana A. Mezzasalme s Instituta Ruđer Bošković (IRB) i dr. sc. Mareka Grzelczaka iz Centra za fiziku materijala (CFM) u Španjolskoj, u suradnji s dr. sc. Robertom Morandottijem iz Kanade (INRS), došao je do zanimljivog otkrića koje bi moglo imati značajan utjecaj na područje mekane robotike te autonomnih i samokretnih strojeva. U novom radu, objavljenom u uglednom časopisu Advanced Materials, znanstvenici su opisali novi teorijski model koji objašnjava fascinantno ponašanje nanočestica kada su kontinuirano izložene svjetlu.
Zamislite savitljivog robota koji reagira na svjetlo i samostalno se kreće poput plesača na pozornici. U ovom istraživanju mi smo ispitali izvedivost takvih mehanizama te istražili kako nanočestice raspršene u običnoj tekućini poput vode reagiraju na svjetlo, kako se zagrijavaju i pokazuju nepredvidive obrasce kretanja. Rezultati do kojih smo došli otkrivaju područje u kojem se ove čestice ne kreću samo mehanički, već mogu izvoditi i dinamični ples mijenjajući svoje pokrete od smirenih i nježnih do živahnih i nepredvidivih, objašnjava dr. sc. Stefano A. Mezzasalma iz Laboratorija za optiku i optičke tanke slojeve IRB-a te jedan od dopisnih autora na radu.
Studija prvenstveno predstavlja novi teorijski model koji objašnjava kako te nanočestice prolaze kroz samooscilaciju pod svjetlom te što utječe na njihovu površinsku temperaturu i sklonost grupiranju u tekućini. Te samooscilacije događaju se u širokom spektru frekvencija, od postupnih undulacija do bržih oscilacija, od nečujnih do čujnih valova. To je poput otkrića da glazba može biti umirujuća i mirna ili živahna i dinamična te da ove čestice imaju svoj ritam i zvuk.
Kako bi potvrdili svoju hipotezu, istraživači su proveli niz novih laserskih eksperimenata u kojima su koristili zlatne nanocjevčice koje periodično mijenjaju svoju sklonost grupiranju pod svjetlom. Time su demonstrirali sposobnost fototermalnog (''termoplasmoničkog'') efekta da pokrene dinamične i kompleksne interakcije na makroskopskoj razini.
U biti, ovo istraživanje nudi intrigantan uvid u budućnost meke robotike, autonomnih i samokretnih strojeva sve do veličine nanočestica, kod kojih se komplicirani sustavi mogu konstruirati kako bi se sami oscilirali i izvodili različite pokrete, od metodičnih i predvidljivih do dinamičnih i hirovitih. Primjene su također zamislive u raznim područjima u kojima se koriste svjetlom pokretani uređaji.
Ova otkrića proširuju naše temeljno razumijevanje toga kako koloidne nanočestice metala mogu reagirati na svjetlo. Jednostavno rečeno, otkrili smo da nanočestice u tekućini mogu plesati 'po svom ritmu' kad su izložene kontinuiranoj iluminaciji. To bi moglo otvoriti uzbudljive nove mogućnosti u razvoju malih strojeva i senzora koji idu izvan okvira mekanih robota, zaključio je dr. Stefano A. Mezzasalma s IRB-a.
Osim Stefana A. Mezzasalme, M. Grzelczaka i Roberta Morandottija koji su vodili ovo istraživanje, tim koji stoji iza ovih otkrića uključivao je Joschu Krusea iz Centra za fiziku materijala (CSIC-UPV/EHU) i Donostia međunarodnog centra za fiziku (DIPC) u Španjolskoj, kao i Eneka Lopeza, Stefana Merkensa i Andreasa Seiferta iz CIC nanoGUNE BRTA u Španjolskoj, IKERBASQUE, Baskijske zaklade za znanost.