Они пропускают электронные лучи через тонкие кремниевые мембраны — так создаются управляемые электрические поля, работающие как микроскопические насосы. Эти поля двигают частицы в жидкости, разделяя их по размеру там, где нужно.

Результаты опубликованы в издании Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects.

Главный герой эксперимента — оксид графена (GO), углеродные листы толщиной в атом. Чем меньше лист, тем быстрее он реагирует на электрическое поле. Ученые выяснили: если направить поле на раствор с оксидом графена, возникает два эффекта:

• Притяжение — листы движутся к центру поля.
• Отталкивание — чем меньше лист, тем сильнее его выталкивает.

Маленькие листы легче, поэтому их «выбрасывает» быстрее. Так можно разделять частицы размером от 5 до 50 мкм². Метод работает точнее, чем традиционные микрочипы с фиксированными каналами — здесь все настраивается на ходу.

Эксперимент показал: меняя форму поля, можно управлять движением оксида графена.

Например:

• Кольцевые узоры разделяют листы по размеру.
• Полукольца толкают их в нужном направлении.

Это меняет правила игры, — говорит аспирант Кен Сасаки. — Вместо того чтобы собирать сложные устройства, мы программируем «виртуальные машины», которые появляются по команде.

Профессор Такаюки Хосино добавляет: технология пригодится для очистки воды или доставки лекарств.

Допустим, на заводе разлили токсины. Вместо того чтобы вести пробы в лабораторию, можно сразу настроить поля для сортировки оксида графена — они соберут загрязнения прямо на месте.

Этот метод — не просто удобная замена микрофлюидным чипам. Он решает две ключевые проблемы:

1. Гибкость — система адаптируется под любую задачу без переделки «железа».
2. Масштабируемость — можно работать с нанолитрами или литрами, меняя только параметры поля.

В медицине это ускорит создание «умных» сортировщиков для анализа крови. В экологии — даст инструмент для мгновенной очистки воды от тяжелых металлов. А если добавить ИИ для управления полями, процесс станет полностью автономным.

Главный минус — энергозатратность. Генерация электронных лучей требует мощного оборудования, что пока ограничивает применение вне лабораторий. Кроме того, метод тестировали только на GO — нужно проверять, как он поведет себя с другими наноматериалами.

Ранее ученые разработали мембрану с наночастицами для очистки воды.