Microvegers: laterale autonome beweging van micro-staafjes

De zelf-propulsie van artificiële nano- en micro-zwemmers is een relatief nieuw en snel groeiend onderzoeksgebied. Hun mogelijkheid om gerichte beweging uit te voeren dankzij een zelf-gegenereerde kracht maakt hen een beloftevolle kandidaat om microscopische materie op een gecontroleerde manier te verplaatsen. De meest bestudeerde systemen hebben Janus geometrieën bestaande uit twee oppervlakken met verschillende chemische eigenschappen, hetgeen hen toestaat om een inhomogene verdeling van de reactieproducten rond hun grensvlak te creëren wanneer ze in de juiste ‘brandstof’ geplaatst worden. Een sferisch Janus partikel dient meestal als modelsysteem om de mechanismen en dynamiek van de propulsie te bestuderen, aangezien een Janus asymmetrie alleen al een complex anisotropisch chemisch profiel rond het partikel oppervlak creëert. Echter, het is al aangetoond dat anisotropische partikels nieuwe verschijnselen teweegbrengen, vooral wanneer ze interacties ondergaan: tussen meerdere actieve partikels of met passieve partikels en begrenzingen. Bovendien zijn deze vaak beter geschikt voor praktische toepassingen, aangezien hun vorm kan aangepast worden om een hogere efficiëntie te bekomen afhankelijk van de gewenste taak. Bijvoorbeeld, een staaf die loodrecht op zijn lange as wordt voortgestuwd kan een hogere efficiëntie bekomen in het oppikken van microscopische vracht door zijn sterk vergrote oppervlak. De invloed van vloeistof-fluidum interfases (LFI) op de actieve beweging van partikels is nog maar beperkt onderzocht geweest, vooral in het geval van nietsferische geometrieën. Deze dissertatie is gericht op het uitbreiden van onze kennis over anisotrope actieve partikel interacties met de LFI voor het geval van zijdelings voortgestuwde staafjes.