Микроплавателям часто приходится самостоятельно перемещаться в узких пространствах, таких как микроканалы в пористой среде или кровеносные сосуды. Микроплаватели могут быть биологического происхождения, например, водоросли или бактерии, но также могут представлять собой специально разработанные конструкции, используемые для транспортировки химических веществ и лекарств. В таких случаях важно контролировать, как они плавают по отношению к стенам и границам, поскольку можно захотеть, чтобы они обменивались топливом или информацией, но также не допускать, чтобы они прилипали там, где им не положено.

Многие пловцы заряжены электрическим током, так что электрические поля могут стать универсальным методом, помогающим им преодолевать сложные условия. Ученые из MPI-DS теперь исследовали эту идею в экспериментах с самодвижущимися искусственными микропереключателями: "Мы исследовали влияние комбинации электрических полей и потока, создаваемого давлением, на состояние движения искусственных микропереключателей в канале", - сообщает Коринна Маасс, руководитель группы в MPI-DS и доцент в университете Твенте. "Мы определили различные режимы движения и параметры системы, которые ими управляют", - резюмирует она. В предыдущей публикации ученые уже продемонстрировали, что их искусственные пловцы предпочитают плыть против течения, колеблясь между стенками канала. Благодаря их новому открытию теперь можно контролировать движение пловцов, применяя электрическое поле и поток через канал.

Таким образом, исследователи создали широкий спектр возможных моделей моторики: пловцов можно направить так, чтобы они придерживались стенок канала или следовали его центральной линии, совершая колебательные или прямолинейные движения. Они также способны выполнять развороты, если плывут в неправильном направлении. Ученые проанализировали эти различные состояния, используя общую гидродинамическую модель, которая применима к любому пловцу с поверхностным зарядом. Ранабир Дей, доцент IIT в Хайдарабаде, объясняет: "Мы показываем, что подвижность заряженных пловцов можно дополнительно контролировать с помощью внешних электрических полей. Наша модель может помочь понять и настроить искусственные микроповоротники, а также послужить источником вдохновения для создания автономных микророботов и других биотехнологических приложений".