Olga Vinogradova, Professeur à la Faculté de physique de l'Université d'État Lomonossov de Moscou, et Salim Maduar, une chercheuse junior de son groupe ont suggéré une nouvelle méthode de manipulation de microparticules à l'interface solide-liquide dans l'eau basée sur l'ajout d'un tensioactif photosensible. La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques .

L'illumination du tensioactif avec une lumière laser entraîne la formation de flux d'eau rapides qui déplacent les particules. Cela permet la manipulation de particules, par exemple, pour nettoyer les contaminants des surfaces sans causer de dommages. Il peut également être utilisé pour rassembler ou modeler un assemblage de micro- et nanoparticules selon des configurations et des tailles spécifiques à une interface solide-liquide.

Le tensioactif photosensible peut changer de conformation sous la longueur d'onde appropriée de la lumière. Il peut ressembler à une tige dans une configuration; en autre, ça ressemble à une tique. Éclairer une solution de ce tensioactif révèle des molécules à l'intérieur du spot lumineux changeant de conformation et le système générant des gradients de concentration de « bâtonnets » et de « tiques ».

Des physiciens théoriciens de Moscou ont expliqué que les gradients de concentration près d'une interface solide-liquide chargée conduisent à un phénomène inhabituel :un écoulement diffusio-osmotique, avec lesquels ils peuvent manipuler des particules à une interface solide-liquide. Les auteurs ont montré que la sélection de la bonne longueur d'onde laser amène les particules à se déplacer dans une direction souhaitée pour les retirer du point lumineux ou se rassembler vers son centre. Les scientifiques ont décrit le système théoriquement, ce qui leur a permis d'optimiser les conditions offrant la vitesse de liquide la plus élevée. Il a été constaté que l'écoulement diffusio-osmotique est très sensible à la salinité de l'eau. Dans l'eau pure, la vitesse augmente plusieurs fois.

Malgré le fait que l'objectif initial de la nouvelle méthode était un nettoyage doux des surfaces, tels que les cristaux semi-conducteurs pour la microélectronique, les scientifiques ont également trouvé plusieurs applications inhabituelles. Par exemple, en déplaçant un spot laser, les chercheurs pouvaient "dessiner" à la surface, car le laser laisse une trace visible avec une concentration accrue ou diminuée de microparticules. Dans l'article, les auteurs incluent des photos et des vidéos dans lesquelles ils ont dessiné le logo de l'Université de Potsdam, un "homme heureux" et un motif en forme de coeur, en utilisant des microparticules manipulées en repositionnant latéralement le spot laser à travers l'interface solide-liquide.