С времена на време, научници треба да контролишу процес мешања течности у посудама тако
Тренутно су биолози, хемичари и фармацеутичесто се користе микрореактори, често интегрисани у минијатурна постројења, која су дизајнирана да изводе неколико фаза хемијске синтезе одређеног производа, такозване платформе "лабораторија на чипу". Ови малени контејнери са малим урезима на унутрашњој страни могу да се крећу од неколико кубних милиметара до неколико кубних центиметара - не више од кутије за шибице. Међутим, они омогућавају крвне претраге, мешају микроскопске дозе супстанци да би се створили високо ефикасни лекови и спровели експерименти на ћелијама.
Уметнички поглед на предложено активно колонаномешање (лево) и радијално одвајање наночестица (десно). Силицијумска нанокоцка уроњена у водени раствор је осветљена кружно поларизованим ласерским снопом који долази одозго.&нбсп;
Међутим, постоји један проблем са њиховимрад: научници практично не контролишу брзину мешања или, са научне тачке гледишта, дифузију течности и реагенса унутар таквих лабораторија на кристал. Научници са Универзитета ИТМО и њихове колеге из Чешке академије наука предложили су методу која може да помогне у решавању овог проблема: одлучили су да користе такозвани радијациони притисак.
Крајем 19. века британски научник ЏејмсСлужбеник Максвел је сугерисао да светлост може вршити притисак на физичке објекте. Убрзо је то доказао руски научник Пјотр Лебедев. Ипак, снага такве интеракције је веома мала, и тада јој нико није нашао примену. Сада постоји читава област науке која се зове оптомеханика која се фокусира на овај феномен, а 2018. године Нобелова награда је додељена професору Артуру Ашкину за његов пионирски рад у овој области. Светлост се користи за хватање живих ћелија и померање ситних честица супстанци. Сада се испоставља да се исте силе могу користити за мешање течности.
"Наша наноантена претвара кружно поларизовану светлост у оптички вртлог, а светлосна енергија ротира око ње."
Александар Шалин, професор Физичког факултета ИТМО
На основу најновијих открића на теренуОптомеханичари, научници из Санкт Петербурга развили су наноантену која се састоји од мале силиконске коцке величине око 200 нанометара. Овај уређај, невидљив за људско око, може ефикасно да утиче на светлост на посебан начин.
Поред наноантена, научници су такође предложили увођењенаночестице злата у течност. Честице које ухвати оптички вртлог почињу да се окрећу око силиконске коцке, делујући као „кашика“ за мешање реагенаса. Штавише, величина таквог система је толико мала да може стотинама пута појачати дифузију у једном углу микрореактора, практично не утичући на оно што се дешава у другом.
„Злато је хемијски инертноматеријал који мало реагује. Такође је нетоксичан. Штавише, морали смо да га дизајнирамо тако да само наночестице и притисак зрачења делују на наночестице тако да друге силе не приморају да се повуку према антени, иначе би се честице једноставно залепиле за њу. Овај ефекат се примећује за честице злата одређене величине ако осветлимо систем обичним зеленим ласером. "Погледали смо друге метале, али за сребро, на пример, овај ефекат се примећује само у ултраљубичастом опсегу, што је мање згодно, али може бити корисно за повећање ефикасности неких фотохемијски активираних реакција."
Адрианос Валеро, један од главних аутора студије
Иначе, овај метод се може користити не само замешање течности, али и за сортирање наночестица злата: ако научници за експеримент требају да одаберу честице злата одређене величине, на пример 30 нанометара. До данас је систем у потпуности израчунат и за њега је развијен теоријски модел. Следећи корак ће бити експериментисање.