Magnetocapillary Self-Assemblies: Interfacial Locomotion at Low Reynolds Number

Magnetocapillary self-assemblies form when soft-ferromagnetic particles are deposited on a liquid surface under an induction field. They emerge from the competition of a magnetic dipolar interaction and the Cheerios effect, an attractive force due to the deformation of the meniscus. Under dynamic fields, these self-assembled structures swim along the interface. Due to their conceptual simplicity, they allow to verify and expand our general knowledge of microswimmers. Different arrangements of particles can be built with different goals in mind: from simple one-dimensional swimmers to complex bio-inspired structures; from fast, controllable swimmers to cargo transporters and fluid mixers.Les auto-assemblages magnétocapillaires se forment lorsque des particules ferromagnétiques douces sont déposées sur la surface d'un liquide et soumises à un champ d'induction. Ils émergent de la compétition entre une interaction dipolaire magnétique et l'effet Cheerios, une force attractive due à la déformation du ménisque. Sous des champs variables, ces structures auto-assemblées nagent le long de l'interface. Grâce à leur simplicité conceptuelle, ils permettent de vérifier et d'étendre notre compréhension générale des micronageurs. Différents arrangements de particules peuvent être réalisés dans le but d'accomplir divers objectifs : du plus simple nageur unidimensionel à la plus complexe structure inspirée du vivant ; d'un nageur rapide et contrôlable à un transporteur de cargaison ou mélangeur de fluides