Entwicklung einer Plattform zur Generierung von Stop‐Flow‐Gradienten zur Untersuchung von Chemotaxis. (24th March 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Xiao, Zuyao; Nsamela, Audrey; Garlan, Benjamin; Simmchen, Juliane
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 134:Number 21(2022)
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• Publication Date: 2022-03-24
• Subjects: Chemotaxis -- Kolloide -- Janus Mikroschwimmer -- Mikrofluidik -- 'Stop Flow'; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202117768
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Die Fähigkeit künstlicher Mikroschwimmer, auf äußere Reize zu reagieren und deren mechanistische Ursprünge, gehören zu den umstrittensten Fragen der interdisziplinären Wissenschaft. Die Erzeugung chemischer Gradienten ist dabei eine technische Herausforderung, da sie aufgrund von Diffusion schnell abflachen. Inspiriert von 'Stop‐flow' Experimenten aus der chemischen Kinetik zeigen wir, dass die Erzeugung eines mikrofluidischen Gradienten durch Kombination mit einer Druckrückkopplungsschleife zur präzisen Kontrolle des Stoppens erfolgen kann. Das ermöglicht es uns, die mechanistischen Details der Chemotaxis von künstlichen katalytischen Janus‐Mikromotoren zu untersuchen. Wir stellen fest, dass diese Kupfer‐Janus‐Partikel eine chemotaktische Bewegung entlang des Konzentrationsgradienten sowohl in positiver als auch in negativer Richtung zeigen, und wir demonstrieren die mechanische Reaktion der Partikel auf unausgewogene Widerstandskräfte, die dieses Verhalten erklären. Abstract : Janus‐Mikroschwimmer zeigen positive und negative Chemotaxis in unserem Mikrofluidik‐Gradienten. Der Gradient etabliert sich aus fließenden Medien, die präzise in einem Feedbackloop gestoppt werden.