Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids

In this thesis we investigate the structure formation and the out-of-equilibrium dynamics of driven and active magnetic colloids. The interactions in our system were tuned in situ by using external fields, with the aim of finding novel approaches to drive and engineer these microparticles into a ric...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Massana-Cid, Helena
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2019
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/668374
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/668374
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Matèria condensada tova
Materia condensada blanda
Soft condensed matter
Col·loides
Coloides
Colloids
Magnetisme
Magnetismo
Magnetism
Ciències Experimentals i Matemàtiques
53
id ES_a5547deece0fe056b652ec623c3460f2
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/668374
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloidsMassana-Cid, HelenaMatèria condensada tovaMateria condensada blandaSoft condensed matterCol·loidesColoidesColloidsMagnetismeMagnetismoMagnetismCiències Experimentals i Matemàtiques53In this thesis we investigate the structure formation and the out-of-equilibrium dynamics of driven and active magnetic colloids. The interactions in our system were tuned in situ by using external fields, with the aim of finding novel approaches to drive and engineer these microparticles into a rich variety of microstructures. The colloids formed chains and clusters able to transport cargos, space-filling gels and self-healing crystals. Moreover, we demonstrated the bidirectional transport of paramagnetic particles on top of a structured magnetic substrate. Because of their associated length-scale, colloids are experimentally accessible with traditional optical microscope techniques. We analysed the data extracted from digital video microscopy and used such information to infer the particle dynamics. Colloids have been proven to be excellent model systems for structures across different length scales that are more difficult to observe, such as collections of atoms and molecules. Furthermore, they are helpful test-beds to investigate fluid dynamics at low Reynolds number and can form artificial micromachines that are essential for the realization of disparate functional tasks at the microscale.En aquesta tesi hem investigat la dinàmica fora de l'equilibri de col·loides magnètics i el seu comportament individual i col·lectiu. Controlant les interaccions utilitzant camps magnètics externs i l'activitat química de col·loides especialment sintetitzats, vam construir microdispositius nedadors capaços de transportar altres materials i formar cadenes, agrupacions, gels, i cristalls amb l'habilitat de reordenar-se. A més, vam demostrar el transport bidireccional de partícules paramagnètiques sobre un substrat magnètic. A causa de la seva mida, els col·loides són fàcilment accessibles experimentalment i es poden observar amb microscopis òptics tradicionals. Mitjançant tècniques de videomicroscopia, vam obtenir informació sobre la dinàmica fora d'equilibri dels sistemes estudiats. S'ha demostrat que els col·loides poden ser sistemes model excel·lents per estructures amb diferents escales de longitud que són més difícils d’observar. D'altra banda, els col·loides ens van ajudar a comprendre la dinàmica de fluids a baix nombre de Reynolds, el que té aplicacions en estudis de microfluídica. Aquest treball és un pas més que ens acosta a trobar un microdispositiu òptim basat en partícules col·loïdals per manipular, transportar i controlar processos a aquestes escales.Universitat de BarcelonaTierno, PietroPlanes Vila, AntoniUniversitat de Barcelona. Departament de Física de la Matèria Condensada202020202019info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion185 p.application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/668374TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésL'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/6683742026-06-14T12:46:07Z
dc.title.none.fl_str_mv Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
title Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
spellingShingle Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
Massana-Cid, Helena
Matèria condensada tova
Materia condensada blanda
Soft condensed matter
Col·loides
Coloides
Colloids
Magnetisme
Magnetismo
Magnetism
Ciències Experimentals i Matemàtiques
53
title_short Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
title_full Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
title_fullStr Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
title_full_unstemmed Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
title_sort Out-of-equilibrium dynamics in driven and active magnetic colloids
dc.creator.none.fl_str_mv Massana-Cid, Helena
author Massana-Cid, Helena
author_facet Massana-Cid, Helena
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Tierno, Pietro
Planes Vila, Antoni
Universitat de Barcelona. Departament de Física de la Matèria Condensada
dc.subject.none.fl_str_mv Matèria condensada tova
Materia condensada blanda
Soft condensed matter
Col·loides
Coloides
Colloids
Magnetisme
Magnetismo
Magnetism
Ciències Experimentals i Matemàtiques
53
topic Matèria condensada tova
Materia condensada blanda
Soft condensed matter
Col·loides
Coloides
Colloids
Magnetisme
Magnetismo
Magnetism
Ciències Experimentals i Matemàtiques
53
description In this thesis we investigate the structure formation and the out-of-equilibrium dynamics of driven and active magnetic colloids. The interactions in our system were tuned in situ by using external fields, with the aim of finding novel approaches to drive and engineer these microparticles into a rich variety of microstructures. The colloids formed chains and clusters able to transport cargos, space-filling gels and self-healing crystals. Moreover, we demonstrated the bidirectional transport of paramagnetic particles on top of a structured magnetic substrate. Because of their associated length-scale, colloids are experimentally accessible with traditional optical microscope techniques. We analysed the data extracted from digital video microscopy and used such information to infer the particle dynamics. Colloids have been proven to be excellent model systems for structures across different length scales that are more difficult to observe, such as collections of atoms and molecules. Furthermore, they are helpful test-beds to investigate fluid dynamics at low Reynolds number and can form artificial micromachines that are essential for the realization of disparate functional tasks at the microscale.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019
2020
2020
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/668374
url http://hdl.handle.net/10803/668374
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 185 p.
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869415606432825344
score 15,198674

Similares en LA Referencia