Projekteja vuodessa
Abstrakti
It has been recognized that driving matter to nonequilibrium states can lead to emergent behaviors and functionalities. Here, we show that uniform colloidal dispersions can be driven into dissipative nonuniform states with emerging behaviors. We experimentally demonstrate this with electrically driven weakly charged superparamagnetic iron oxide nanoparticles in a nonpolar solvent. The driving leads to formation of nonequilibrium concentration gradients that further translate to nonequilibrium magnetism, including voltage-controlled magnetization and susceptibility. The concentration gradients also serve as diffuse interfaces that respond to external magnetic fields, leading to novel dissipative patterns. We identify the closest nondissipative analogs, discuss the differences, and highlight the ability to directly quantify the dissipation and link it to the pattern formation. Beyond voltage-controlled magnetism, we foresee that the concept can be generalized to other functional colloids to create, e.g., optical, electrical, catalytic, and mechanical responses that are not possible in thermodynamic equilibrium.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 8990 |
| Sivut | 1-9 |
| Sivumäärä | 9 |
| Julkaisu | Science Advances |
| Vuosikerta | 7 |
| Numero | 52 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - jouluk. 2021 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
This work was supported by ERC (803937), Academy of Finland (316219), and ERC-2016-ADG-742829 DRIVEN and was carried out under the Academy of Finland's Centres of Excellence Programme (2014-2019).
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Electroferrofluids with nonequilibrium voltage-controlled magnetism, diffuse interfaces, and patterns'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Tietoaineistot
-
Data for "Electroferrofluids with Non-Equilibrium Voltage-Controlled Magnetism, Diffuse Interfaces, and Patterns"
Cherian, T. (Creator), Sohrabi, F. (Creator), Rigoni, C. (Creator), Ikkala, O. (Creator) & Timonen, J. (Creator), Zenodo, 26 marrask. 2021
DOI - pysyväislinkki: 10.5281/zenodo.5142373
Tietoaineisto: Dataset
Projektit
- 2 Päättynyt
-
-: Aktiivisten materiaalien dynamiikan, faasimuutosten ja kollektiivisten ominaisuksien mittaaminen ja kontrolloiminen magneettisilla pinseteillä
Timonen, J. (Vastuullinen johtaja), Rigoni, C. (Projektin jäsen), Kyriakopoulos, N. (Projektin jäsen) & Raju, G. (Projektin jäsen)
01/09/2018 → 31/08/2023
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
DRIVEN: Field driven materials for functions, dissipation, and mimicking Pavlovian adaptation
Ikkala, O. (Vastuullinen johtaja), Hong, X. (Projektin jäsen), Ressouche, E. (Projektin jäsen), Cherian, T. (Projektin jäsen), Kiefer, S. (Projektin jäsen), Zhang, H. (Projektin jäsen), Nath, A. (Projektin jäsen), Som, A. (Projektin jäsen), Girmay, S. (Projektin jäsen), Liang, C. (Projektin jäsen), Turunen, M. (Projektin jäsen), Eklund, A. (Projektin jäsen), Peng, B. (Projektin jäsen), Chandra, S. (Projektin jäsen), Srbova, L. (Projektin jäsen), Wani, O. (Projektin jäsen), Gustavsson, L. (Projektin jäsen), Hu, S. (Projektin jäsen), Fang, Y. (Projektin jäsen), Piho, K. (Projektin jäsen) & Lin, Z. (Projektin jäsen)
01/10/2017 → 30/09/2022
Projekti: EU: ERC grants
Laitteet
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility
Lehtileikkeet
-
Tuning a Magnetic Fluid With an Electric Field Creates Complex Controllable Dissipative Patterns
29/12/2021
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
-
New Nanoparticle Suspension Could Help Study Complex Non-Equilibrium Systems
24/12/2021
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
-
Aalto University: Tuning a Magnetic Fluid With an Electric Field Creates Controllable Dissipative Patterns
23/12/2021
1 kohde/ Medianäkyvyys
Lehdistö/media: Esiintyminen mediassa
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver