Исследователи из университетов Тюбингена, Байройта, Касселя и Польской академии наук разработали метод, позволяющий управлять магнитными микрочастицами разного размера независимо друг от друга. В основе — магнитный слой с шахматным узором, над которым размещают коллоидные частицы. Ранее такие системы не могли разделять частицы по размеру, поскольку они удерживались на определённой высоте, где магнитные силы уравновешивались. Новый подход заключается в приближении частиц ближе к поверхности, где размер начинает влиять на их поведение.

Управление осуществляется с помощью внешнего магнитного поля, ориентированного по так называемым «алмазным контурам». Эти контуры изменяют энергетический ландшафт для частиц: один и тот же маршрут магнитного поля может сдвинуть крупную частицу и оставить мелкую на месте. Движения топологически защищены — они устойчивы к внешним помехам и дефектам поверхности.

Учёные продемонстрировали точность метода, заставив две частицы разного размера одновременно вычерчивать буквы S и L. Такой контроль открывает путь к созданию «лабораторий на чипе» — компактных устройств для диагностики — и к автоматизированному производству умных материалов, включая фотонные кристаллы.