Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 硅膜非对称孔作为大规模布朗棘齿
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Jul  5 08:59:50 2003)

Nature 424, 53 - 57 (03 July 2003); doi:10.1038/nature01736


Asymmetric pores in a silicon membrane acting as massively parallel brownian

ratchets

SVEN MATTHIAS AND FRANK MüLLER

Max Planck Institute of Microstructure Physics, Weinberg 2, Halle 06120,
Germany


Correspondence and requests for materials should be addressed to F.M.
(Frank.Mueller@mpi-halle.de).




The brownian motion of mesoscopic particles is ubiquitous and usually
random. But in systems with periodic asymmetric barriers to movement,
directed or 'rectified' motion can arise and may even modulate some
biological processes1. In man-made devices, brownian ratchets and variants
based on optical or quantum effects have been exploited to induce directed
motion2-14, and the dependence of the amplitude of motion on particle size
has led to the size-dependent separation of biomolecules6, 8, 15. Here we
demonstrate that the one-dimensional pores of a macroporous silicon
membrane16, etched to exhibit a periodic asymmetric variation in pore
diameter, can act as massively parallel and multiply stacked brownian
ratchets that are potentially suitable for large-scale particle
separations. We show that applying a periodic pressure profile with a mean
value of zero to a basin separated by such a membrane induces a periodic
flow of water and suspended particles through the pores, resulting in a net
motion of the particles from one side of the membrane to the other without
moving the liquid itself. We find that the experimentally observed pressure
dependence of the particle transport, including an inversion of the
transport direction, agrees with calculations17, 18 of the transport
properties in the type of ratchet devices used here.

--
╔═══════════════════╗
║★★★★★友谊第一  比赛第二★★★★★║
╚═══════════════════╝

※ 来源:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.229.92]