Letter 物理：大規模並列ブラウン・ラチェットとして機能するシリコン膜の非対称な細孔 2003年7月3日 Nature 424, 6944 doi: 10.1038/nature01736 メゾスコピック粒子のブラウン運動はいたるところに現れ、通常はランダムである。しかし、動きに対して周期的非対称障壁のある系では、方向をもった、あるいは「整流された」運動が起こることがあり、生物学的プロセスの調節すらしている可能性がある。人工のデバイスでは、光学効果と量子効果に基づくブラウン・ラチェットとその変形は方向をもった運動を誘導するために利用されており、運動の振幅が粒子の大きさに依存していることが生体分子の大きさに応じた分離をもたらしている。今回我々は、穴の直径が周期的に非対称変化を示すようにエッチングされたマクロポーラス・シリコン膜の一次元細孔が、大規模並列かつ多重積層したブラウン・ラチェットとして機能し、規模の大きな粒子分離に適している可能性があることを実証した。このような膜によって隔てられた水層に平均値がゼロの周期的な圧力プロファイルを加えることで、水と浮遊粒子に細孔を通して周期的な流れが発生し、その結果液体そのものは動かずに、膜の一方の側からもう一方への側への粒子の正味の移動が起こることを示す。実験的に観測された粒子移送の圧力依存性は、移送方向の逆転も含めて、今回用いた種類のラチェット・デバイスの移送特性の計算結果と一致することが認められた。 Full Text PDF 目次へ戻る
