Methodenartikel

Voorbereiding en 3D-tracking van Catalytic Zwemmen Devices

9.8K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/54247

⸱

1 juli 2016

 ,  , 
1Department of Chemical and Biological Engineering, University of Sheffield

In dit artikel

Samenvatting

Een methode om katalytisch actieve Janus-colloïden te bereiden die in vloeistoffen kunnen 'zwemmen' en hun 3D-trajecten kunnen bepalen, wordt gepresenteerd.

Samenvatting

We beschrijven een methode om katalytisch actieve Janus-colloïden te bereiden die "zwemmen" in vloeistoffen en beschrijven hoe hun 3D-beweging kan worden bepaald met behulp van fluorescentiemicroscopie. Een veel gebruikte methode voor katalytisch actieve colloïden om verbeterde beweging te produceren, is via een asymmetrische verdeling van katalysator. Hier wordt dit bereikt door een verspreide laag van fluorescente polymere colloïden door middel van spincoating op een vlakke, platte ondergrond aan te brengen, en vervolgens directioneel platinadampdeposition te gebruiken om de blootgestelde colloïdoppervlakte half te coaten, waardoor een "Janus"-structuur met twee gezichten ontstaat. De Janus-colloïden worden vervolgens opnieuw gesuspendeerd van de vlakke ondergrond in een waterige oplossing die waterstofperoxide bevat. Waterstofperoxide dient als brandstof voor de platinakatalysator, die wordt ontbonden in water en zuurstof, maar slechts aan één kant van het colloïd. De asymmetrie resulteert in gradiënten die verbeterde beweging, of "zwemmen", produceren. Een fluorescentiemicroscoop, samen met een videocamera, wordt gebruikt om de beweging van individuele colloïden vast te leggen. Het centrum van de fluorescentie-emissie wordt gevonden met behulp van beeldanalyse om een x- en y-coördinaat te bieden voor elke frame van de video. Terwijl de focale positie van de microscoop vast blijft, produceert de fluorescentie-emissie van het colloïd een karakteristiek concentrisch ringpatroon dat onderhevig is aan beeldanalyse om de relatieve z-positie van de deeltjes te bepalen. Op deze manier worden 3D-banen voor het zwemmende colloïd verkregen, waardoor de zwemsnelheid nauwkeurig kan worden gemeten en fysische fenomenen zoals gravitaxis, die de beweging van de colloïden kunnen beïnvloeden, kunnen worden gedetecteerd.

Inleiding

Katalytische zwemmen apparaten zijn kleinschalig, ongebonden colloïden in staat om zelfstandig te genereren beweging in vloeibare omgevingen. 1,2 Deze apparaten zijn belangrijk onderzoek belangstelling trekken omdat ze de potentie hebben om opwindende nieuwe functies zoals drug delivery, 3 lab-on a chip transport mogelijk te maken 4 en herstel van het milieu. 5 een uitgebreid bestudeerd zijn bijvoorbeeld katalytische "Janus" zwemmers. 6 Deze deeltjes krijgen hun naam van het hebben van twee verschillende kanten, of gezichten (Janus is een twee geconfronteerd Romeinse god). Één kant katalytisch actief en in staat om een ​​ontledingsreactie uitgevoerd, terwijl de ander inert. In aanwezigheid van geschikte opgeloste brandstofmolecules, de resulterende asymmetrische chemische reactie creëert gradiënten rond de colloïden waarin beweging via eigen diffusiophoresis / elektroforese kan produceren. 7

Karakteriseren van de motie van deze snel bewegende objecten is cha llenging en vele experimentele observaties tot nu toe beperkt tot 2D. Echter, eventuele toepassingen zijn waarschijnlijk te exploiteren katalytische zwemmen apparaten vermogen om te bewegen de hele bulk oplossingen in 3D. 8 Om dit aan te pakken, hier beschrijven we een protocol dat nauwkeurige 3D-trajecten voor het zwemmen apparaten te bepalen mogelijk maakt. Deze methode is gebaseerd op de interpretatie van de ringstructuren door onscherp fluorescente colloïden waargenomen met een vast doel richten, 9 en gemakkelijk aan te brengen met conventionele ongemodificeerde microscopen. Door een duidelijke beschrijving van deze methode hier, zullen andere onderzoekers op dit gebied te profiteren door de mogelijkheid om toegang te krijgen tot dergelijke 3D-informatie. Dit zal de toekomstige inzichten helpen in beweging kenmerken om te zwemmen apparaten. Bewijs van dit potentieel wordt gegeven door het recente rapport van het zwemmen apparaten die worden geleid door de zwaartekracht, 10,11 gedragingen die het gemakkelijkst kunnen worden gevisualiseerd door de toepassing van 3D-tracking. 11

ove_content "> Deze paper documenteert ook duidelijk een methode om katalytische Janus deeltjes zwemmen apparaten, die van de ander voordeel zal zijn om de methoden over de bestaande onderzoeksgroepen onderzoek naar deze apparaten te standaardiseren, en bovendien begeleiden nieuwe onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het maken van en het onderzoek naar zwemmen apparatuur te vervaardigen.

Protocol

LET OP: Raadpleeg alle relevante veiligheidsinformatiebladen voor gebruik. Waterstofperoxide in dit protocol schadelijk en de ontwikkeling van zuurstofgas bij blootstelling aan platina vormt explosiegevaar. Gebruik de nodige controles op de veiligheid tijdens dit protocol met inbegrip van de technische controles tijdens het hanteren van peroxide-oplossingen (zuurkast) en persoonlijke beschermingsmiddelen (veiligheidsbril, handschoenen en een laboratoriumjas).

1. Het maken van Catalytic Janus Deeltjes

  1. Bereid glasplaatje substraat
    1. Reinig een ongebruikte standaard microscoopglaasje met behulp van sequentiële wassen voor een paar minuten elk in gedeïoniseerd (DI) water, glas decontaminatie-oplossing en DI water. Daarna wassen met een 70:30 v: v mengsel van ethanol: DI-water, en tenslotte föhnen in een schone lucht / stikstof stroom.
    2. Bestudeer het glaasje onder een microscoop om te controleren of het oppervlak schoon en vrij van bewijs van de deeltjes vervuiling. Herhaal stap 1.1.1 indien nodig.
  2. Bereid colloïdale suspensie voor depositie
    1. Pipetteer 10 ul waterige voorraadoplossing fluorescerende colloïde-oplossing (10% gew.) In 990 ui ethanol. Pas volumes zoals vereist afhankelijk van de voorraad oplossing gebruikte concentratie bij ongeveer 0,1% gew colloïdale suspensie komen.
    2. Vortex mix voor 10 sec.
  3. Spin coat colloïdale dispersie op glasplaatje substraat
    1. Voorzie een spin coater met de schone glasplaatje. Vul een pipetpunt met 100 gl van de verdunde colloïdale oplossing hierboven bereide. Programma spin coater om een ​​30 sec, 2000 rpm cyclus uit te voeren. Start spin coater, en wanneer op snelheid continu pipet de bereide oplossing op het midden van de draaiende glasplaatje.
    2. Verwijder glasplaatje uit de spin coater, terug te keren naar de optische microscoop en controleer of een gelijkmatige spreiding van voornamelijk niet-aanraken aparte colloïden heeft betrekking op de centrale regio of het glaasje.
  4. Vacuüm verdampen platina metaal op colloïdale ingericht glasplaatje
    1. Steek de colloïdale gecoat glas dia in een metalen verdamper. Zorg ervoor dat de colloïdale versierde kant wordt geconfronteerd met de verdamping bron. Installeer een platina metaal verdamping bron en stort 15 nm platina metaal.
      Opmerking: Na metaalafzetting, moeten de monsters onder een inerte atmosfeer opgeslagen.

2. "Zwemmen" Janus Deeltjes

  1. Resuspendeer Janus colloïden in een peroxide bevattende oplossing
    1. Snijd een 1 x 1 cm in het vierkant van de lens weefsel, en dempen het uiteinde met 10 ul van DI water. Houden met een pincet en wrijf langs het oppervlak van de platina beklede colloïdale ingericht glasplaatje (deze stap verwijdert fysiek colloïden van het substraat).
    2. Plaats de lens weefsel in 1,5 ml DI-water en met de hand schud gedurende 30 seconden in een afgesloten tuworden. Verwijder lens weefsel.
    3. Pipetteer 1 ml van de colloïde oplossing in een nieuwe container, gevuld met 1 ml 30% w / v H 2 O 2 voorraadoplossing. Meng de oplossing, en plaats in een ultrasoon bad bij kamertemperatuur gedurende 5 minuten, gevolgd door nog 25 minuten geroerde incubatieperiode.
      LET OP: Deze oplossing kan zuurstof evolueren; niet af te dichten.
    4. Droge 100 gl van de resterende waterige colloïdale oplossing op een scanning elektronenmicroscoop (SEM) SEM stub verificatie van de Janus colloïde structuur mogelijk. 14
  2. Bereid analyse kuvet
    1. Een extra 1 ml DI water aan de geïncubeerde oplossing van peroxide en platina beklede colloïden te komen tot een geschikte brandstof sterkte (10%) om snelle aandrijving mogelijk.
      Opmerking: De incubatie fasen voorafgaand werden in hogere concentraties concentratie brandstof naar de platina katalysator oppervlak schoon uitgevoerd.
    2. Vul een low volume rechthoekige kwartsglas cuvet met de oplossing geïncubeerd. Losjes een push-in de dop.
      LET OP: Explosie gevaar - hebben een schroefdop niet gebruiken.

3. Microscopische Observation

  1. Zoek deeltje van belang
    1. Laad cuvet in een fluorescentiemicroscoop uitgerust met een geschikt objectief (bijvoorbeeld 20X) en prikkelen fluorofoor emissie onder toepassing van een geschikte combinatie van filters (excitatie 450-490 nm, emissie> 515 nm).
    2. Handmatig zoeken naar fluorescerende colloïden binnen de cuvette.
      Opmerking: Het aanpassen colloid dichtheid terwijl de peroxideconcentratie nodig zijn. Zo wordt verdunning aanbevolen om een ​​colloïdale dichtheid hoog en talrijke zuurstofbellen produceren stromen aanwezig zijn. Een colloïde volumeconcentratie van ongeveer 0,003% is een aanbevolen uitgangspunt.
    3. Optimaliseer optische instellingen voor 3D-tracking: onder geschikte omstandigheden verlichting, in richten colloïden zal zo scherp ronde objecten lijken. Aangezien aandrijving beweegt de colloïden in en uit het brandvlak een kenmerkende maat veranderende heldere ring rond de bol wordt geconstateerd, wordt toegepast om de X-coördinaat 3D-tracking mogelijk.
  2. Video opnemen
    1. Voordat u begint met video-opname, de focus van de microscoop, zodat het deeltje van de rente een concentrische ring, met het deeltje "onder" de focus positie. Laat de focus vliegtuig niet bewegen tijdens het filmen.
    2. Video's opnemen van de deeltjes van belang. Gebruik 30 sec video looptijden met frame rates van meer dan 30 Hz tot gedetailleerde traject wederopbouw mogelijk te maken.
  3. 3D traject reconstructie
    1. Kalibreer z-as
      1. Verzin een 2% gew. gellangom oplossing in water dat een suspensie van fluorescerende Janusdeeltjes bij 60 ° C, plaats in een cuvet gelijk aandat bovenstaande gebruikte, en laat ingesteld op een stijve transparante gegeleerde monster met een vaste statische colloïden te vormen.
      2. Focus op een enkele vaste colloïde met behulp van dezelfde verlichting bovenstaande voorwaarden geselecteerd, nu neemt u een reeks foto's als de z-focus wordt verhoogd door middel van bekende verplaatsingen ten opzichte van dit vlak.
      3. Bepaal de straal van de ring op elke bekende focuspositie 11.
        Opmerking: Dit is het meest efficiënt uitgevoerd met behulp van een beeldanalyse algoritme dat als een ladingsgewijze werkwijze kan worden toegepast op alle kalibratie stilstaande beelden en video's. Een typische benadering omvat het effenen van de afbeelding drempelwaarde om een ​​globale midden van de objecten te identificeren, lokaliseren en vervolgens het werkelijke x- en y-coördinaten van het centrum ring door de afstand tussen intensiteitspieken weerszijden van de ring. De gemiddelde radiale afstand tot de intensiteit van de pieken ring centrum kan dan worden gevonden. 11 Hierdoor kunnen zowel de straal van de heldere ringd de xy coördinaat te bepalen met een nauwkeurigheid sub-pixel. Door het lokaliseren van de x, y, z positie van een in gellangom 30 urn vastgesteld bij het brandvlak Janus gebied, in een tijdreeks van afbeeldingen, kunnen deeltjes bevinden met een afwijking van ± 25 nm langs elke as. De fout kan worden toegeschreven aan ruis in de beelden. De signaal-ruisverhouding en derhalve de nauwkeurigheid van de locatie algoritmen is afhankelijk van de intensiteit van de gedetecteerde fluorescentie licht. Wanneer een bol Janus ver van het brandpuntsvlak de intensiteit te zwak om nauwkeurig traceren zijn, bijvoorbeeld voor een 4,8 urn diameter colloïd een z-bereik van ongeveer 200 urn mogelijk. Een alternatieve niet-algoritmische methode is om eenvoudige handmatige meting van x, y middelpunt en de straal te gebruiken, maar dit zal de nauwkeurigheid verminderen.
      4. Teken de ijkcurve om straal tot z-positie betrekking hebben, en passen om een passende functie (bijvoorbeeld kubieke vergelijking) interpolatie mogelijk te maken. 11
    2. Calibrate x, y-as
      1. Neem een ​​stilstaand microscoop beeld van een ruimtelijke kalibratie raster optische frame met behulp van dezelfde microscoop voorwaarden gekozen 3.2.
      2. Meet de "in pixels" afmeting van een object met een bekende echte wereld grootte van het beeld van de ruimtelijke kalibratie raster en dit gebruiken om een ​​pixels te micron omrekeningsfactor vast te stellen voor de x, y beeldvlak.
    3. reconstrueren traject
      1. Bepaal de x- en y-coördinaten en straal voor elk frame van de video sequentie zoals beschreven in 3.3.1.3, gebruikt de functie in 3.3.1.4 tot radius zetten in z, en de kalibratiefactor in 3.3.2.2 tot x en y converteren pixelcoördinaten in microns. Deze procedure leidt tot een nauwkeurige x, y, z coördinaat van de voortstuwende deeltjes locatie als functie van de tijd. 11 Deze procedure kan handmatig worden uitgevoerd met behulp van een algoritme, of.
      2. Bepaal de afgeleide pigenschappen zoals de gemiddelde snelheid in de mate van waargenomen katalytische zwemmen kwantificeren.

Resultaten

Figuur 1 toont een typische dispersie van colloïden op een schoon glasplaatje voorafgaand aan afzetten platina. Figuur 2 toont een typisch beeld teruggekaatst SEM voor een half platinacoating Janus zwemmer volgens deze beeldvormende modus de platinacoating regio produceert licht contrast. De gewenste halfbolvormige platinalaag blijkt. Figuur 3 toont de weergave van een typische fluorescerende Janus zwemmers onder optimale in gellangom vaste verlichtingsomstandigheden. De zwemmer verschijnt als een symmetrische ring functie, en is de straal van de ring die kan worden gebruikt om de z-positie van de colloïde ten opzichte van de focuspositie te bepalen. Figuur 4 toont representatieve doorsneden voor de radiale helderheid intensiteitsverdeling die wordt gebruikt in combinatie met beeldanalyse algoritmen nauwkeurig lokaliseren het centrum en schijnbare straal van het colloïde. Figuur 5 g> bevat een kalibratiecurve verkregen met een vaste colloïdale monster en een gekalibreerde microscoop z-vertaling podium te verhouden schijnbare colloïdale grootte en afstand van de focus positie. Deze curve is bevestigd aan een kubische functie, die wordt gebruikt om zichtbare straal zetten in z-coördinaat. Tenslotte toont figuur 6 een typisch x, y, z traject voor een fluorescerend deeltje Janus zwemmer.

figure-results-1
Figuur 1. Optisch beeld van 1,9 micrometer diameter polystyreen microsferen. Microsferen worden verspreid op een gereinigde glasplaatje voor Platinum depositie. Schaal bar vertegenwoordigt 40 micrometer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

es / ftp_upload / 54247 / 54247fig2.jpg "/>
Figuur 2. SEM beeld van een 1,9 micrometer diameter polystyreen microsferen backscatter. Microsferen getoond na platina afzetting. Schaal balk geeft 2 micrometer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 3. Kalibratie beelden van een 4,8 urn diameter fluorescerende polystyreen gellangom opgenomen met een 20X objectief (0,4 NA) vaste bol. De afstanden onder elke afbeelding geven de afstand van het brandvlak van het objectief boven de sfeer. Aangezien het beeld onscherp 0 urn tot 200 urn het in focus beeld van een heldere veranderingen schijf een heldere ring van de straal van die afhankelijk is vergroot, de kobae omvang en de afstand tot de focal plane. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 4. X, y, z deeltje volgprocedure. Een reeks zelf geschreven algoritmen gebruikt om eerst het gewenste (x, y) midden van de heldere ring door het extraheren van een reeks verticale en horizontale lijnen en het vinden van het gemiddelde mid- tussen het heldere pieken (a). De straal ring wordt dan berekend uit de piek intensiteit van een spline gemonteerd op de gemiddelde pixel grijs-waarden straalt uit de ring centrum (b). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 5. Z-coordinaat insteltabel Janus bolletjes verkregen door meting van de heldere ring radius van gebieden in gellangom vastgesteld (zie figuren 3 en 4). De kalibratiekaart wordt door onze algoritmen om de gemeten ring radius converteren naar een z coördineren. klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 6. Een baan van een typische fluorescerende Janus bol zwemmen inrichting. Een reeks van beelden van de bewegende zwemmen inrichting werd gedurende een periode van 30 sec bij een beeldsnelheid van 33 Hz. De (x, y, z) coördinaten van het traject werden verkregen door het heldere ring het centrum (Figuur 4 (a)) en het vergelijken van de gemeten ring straal om de kalibratie grafiek voor elk beeld in de reeks (figuren 4 (b) en 5). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

Vele variabelen in de voorbereiding protocol voor platina Janus deeltjes zal invloed hebben op de waargenomen trajecten. De parameters beschreven middels 2 urn diameter deeltjes voortstuwing snelheden in de orde van 10 pm per seconde geven. Als kleinere deeltjes worden gebruikt, zal snelheden te verhogen, terwijl het verhogen deeltjesgrootte voortstuwing snelheid afnemen. 12 De details van de verdamping-protocol heeft de trajecten waargenomen wijzigen. In deze huidige protocol, is een schaars verdeling van colloïden aanbevolen, samen met metalen verdamping normaal aan de dia oriëntatie. Deze omstandigheden leiden tot symmetrische Janus structuren zoals getoond in figuur 2, die tot lineaire trajecten binnen de grenzen van Brownse rotatiediffusie. 13 Indien daarentegen strak verpakt colloïden zijn onder hoekdepositie, kan vervolgens de symmetrie van de Janus dop verbroken , induceren spinnen gedrag. 14 De partikelen hier geproduceerd worden weergegeven relatief isotroop beweging in alle drie de dimensies; maar als dikkere coatings platina of grotere deeltjes worden gebruikt, kan een opwaartse voorspanning of gravitaxis worden verleend. 11 Details van de opslag van de Janus colloïden na bereiding kan tevens als een hoge snelheid waargenomen. De hoge oppervlakte-energie schoon platina oppervlak die uit de verdampingsstap gevoelig voor verontreiniging oppervlakte van bijvoorbeeld koolwaterstoffen, met name thiolen. 15

Bovendien, de oplossingseigenschappen waarbij de Janus colloïden geresuspendeerd cruciaal zijn voor het waarnemen voortstuwing. Lage concentraties peroxide leidt tot langzamere snelheden, zoals de snelheid van de ontledingsreactie producerende beweging vermindert. 6 Daarnaast lage zoutconcentraties leidt tot een drastische vermindering van voortstuwing snelheid. 7

Een belangrijk kenmerk van de colloïden die hier geproduceerd is hun neutral drijfvermogen, waardoor ze geschikt zijn voor 3D-tracking maakt. In het algemeen het gebied van het zwemmen apparaten is weinig aandacht besteed aan 3D effecten, mede door enkele prominente voorbeelden wordt gemaakt van dichte metalen, waardoor ze snel sediment, 16 maar ook door de moeilijkheden en kosten in verband met het maken van de gewenste metingen. Duidelijke nadelen enige gevestigde 3D trackingmethoden aanwezig voor deze snel bewegende colloïden, bijvoorbeeld, kan confocale scanning laser microscopie de tijdresolutie naar mogelijkheden om afbeeldingen te lossen trajecten nemen ontbreken. In dit verband is de werkwijze hier geïntroduceerde heeft als belangrijk voordeel dat slechts die een enkel frame te schatten van z-coördinaat die dientengevolge maakt hoge framesnelheden mogelijk. Ook, als z-coördinaat reconstructie alleen afhankelijk van de relatieve contrast van het colloïde out-of-focus in afzonderlijke frames, in plaats van de absolute fluorescentie-intensiteit, is bestand tegen afschrikken en knipperende effectenin het fluorofoor. Deze voordelen zijn mogelijk ten koste van een verminderde scherptediepte waarover bal 3D reconstructie mogelijk, en het vereiste van goed gescheiden niet-overlappende colloïden. We hopen dat het beschrijven van het protocol andere onderzoeksgroepen zal toestaan ​​met een interesse in 3D gedrag van hun zwemmen apparaten toegang tot deze informatie onomwonden en met een hoge mate van precisie. Het is duidelijk dat het uitbreiden van de kennis van deze apparaten 3D opent een aanzienlijke reeks interessante toekomstige verschijnselen en toepassingen. Lezers die geïnteresseerd zijn in de verdere details van de baan analyse zijn gericht Reference 17 die gemeenschappelijk artefacten in voortstuwende systemen en hoe ze accurate kwantificering van de voortstuwing snelheden te garanderen wordt beschreven.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk werd ondersteund door EPSRC Career Acceleration grant EP/J002402/1.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
EvaporatorMoorfield (UK)Minilab 80 e-beam evaporator
MicroscopeNikonEclipse LV100
Fluorescentie lichtbronNikonNikon B2A filter cube
ObjectiefNikon20X, 0.45 NA
CuvetHellmagesmolten kwarts, 40 x 10 x 1 mm
VortexmixerIKALab Dancer S2
Spin coaterLaurell Technologies Corp.Model WS-400BZ-6NPP/Lite
Ultrasoon badEumax2 liter
DoekjesWhatman2105 841
WaterstofperoxideSigma-Aldrich31642-1L30 wt%
PlatinumSigma-Aldrich2671710.25 mm, 99.99%
ColloïdenThermo ScientificFluoro-Max PS microsferen, d = 1.9 microns
Glas ontsmettingsoplossingFisher ScientificD/0025/15Decon 90
EthanolFisher ScientificE/0600DF/17Absolute Ethanol
DI waterElgaPurelab Option filtratiesysteem (15 MW)
Gellan gomSigma-AldrichP8169-100G"Phytagel"

Referenties

  1. Ebbens, S. J., Howse, J. R. In pursuit of propulsion at the nanoscale. Soft Matter. 6 (4), 726(2010).
  2. Wang, W., Duan, W., Ahmed, S., Mallouk, T. E., Sen, A. Small power : Autonomous nano- and micromotors propelled by self-generated gradients. Nano Today. 8 (5), 531-554 (2013).
  3. Gao, W., Dong, R., et al. Artificial Micromotors in the Mouse's Stomach : A Step toward in Vivo Use of Synthetic Motors. ACS nano. 9 (1), 117-123 (2015).
  4. Restrepo-Pérez, L., Soler, L., Martìnez-Cisneros, C., Sánchez, S., Schmidt, O. G. Biofunctionalized self-propelled micromotors as an alternative on-chip concentrating system. Lab Chip. 14 (16), 2914-2917 (2014).
  5. Soler, L., Sánchez, S. Catalytic nanomotors for environmental monitoring and water remediation. Nanoscale. 6 (13), 7175-7182 (2014).
  6. Howse, J., Jones, R., Ryan, A., Gough, T., Vafabakhsh, R., Golestanian, R. Self-Motile Colloidal Particles: From Directed Propulsion to Random Walk. Phys. Rev. Letts. 99 (4), 8-11 (2007).
  7. Ebbens, S., Gregory, D. A., et al. Electrokinetic effects in catalytic platinum-insulator Janus swimmers. EPL. 106 (5), 58003(2014).
  8. Orozco, J., Jurado-Sánchez, B., et al. Bubble-propelled micromotors for enhanced transport of passive tracers. Langmuir. 30 (18), 5082-5087 (2014).
  9. Peterson, S. D., Chuang, H. -S., Wereley, S. T. Three-dimensional particle tracking using micro-particle image velocimetry hardware. Meas. Sci. and Technol. 19 (11), 115406(2008).
  10. Ten Hagen, B., Kümmel, F., Wittkowski, R., Takagi, D., Löwen, H., Bechinger, C. Gravitaxis of asymmetric self-propelled colloidal particles. Nat. Commun. 5, 4829(2014).
  11. Campbell, A. I., Ebbens, S. J. Gravitaxis in spherical janus swimming devices. Langmuir. 29 (46), 14066-14073 (2013).
  12. Ebbens, S., Tu, M. -H., Howse, J. R., Golestanian, R. Size dependence of the propulsion velocity for catalytic Janus-sphere swimmers. Physical Review. E Stat. Nonlin. Soft Matter Phys. 85, Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22463141 020401(2012).
  13. Ebbens, S. J., Howse, J. R. Direct observation of the direction of motion for spherical catalytic swimmers. Langmuir. 27 (20), 12293-12296 (2011).
  14. Archer, R. J., Campbell, aI., Ebbens, S. J. Glancing angle metal evaporation synthesis of catalytic swimming Janus colloids with well defined angular velocity. Soft Matter. 11, 6872-6880 (2015).
  15. Zhao, G., Sanchez, S., Schmidt, O. G., Pumera, M. Poisoning of bubble propelled catalytic micromotors: the chemical environment matters. Nanoscale. 5 (7), 2909-2914 (2013).
  16. Wang, Y., Hernandez, R. M., et al. Bipolar electrochemical mechanism for the propulsion of catalytic nanomotors in hydrogen peroxide solutions. Langmuir. 22 (25), 10451-10456 (2006).
  17. Dunderdale, G., Ebbens, S., Fairclough, P., Howse, J. Importance of particle tracking and calculating the mean-squared displacement in distinguishing nanopropulsion from other processes. Langmuir. 28 (30), 10997-11006 (2012).

Herprints en machtigingen

Tags

Janus-colloïdenfluorescentiemicroscopie3D-trajecttrackingplatinadampdepositiewaterstofperoxidebrandstofconcentrische ringanalysegravitaxisdetectiebereiding van colloïdale dispersievideocapture-analyse
Voorbereiding en 3D-tracking van Catalytic Zwemmen Devices
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.