Las estructuras líquidas, gotitas líquidas que mantienen una forma específica, son útiles para una variedad de aplicaciones, desde el procesamiento de alimentos hasta cosméticos, medicamentos e incluso extracción de petróleo, pero los investigadores aún tienen que aprovechar todo el potencial de estos nuevos y emocionantes materiales.porque no se sabe mucho sobre cómo se forman.
Ahora, un equipo de investigación dirigido por Berkeley Lab ha capturado videos de alta resolución en tiempo real de estructuras líquidas que toman forma como tensioactivos de nanopartículas NPS, partículas similares a jabón de apenas mil millonésimas de metro de tamaño, atascadas juntas,lado a lado, para formar una capa sólida en la interfaz entre el aceite y el agua.
Sus hallazgos, recientemente aparecidos en la portada de avances científicos , podría ayudar a los investigadores a optimizar mejor las estructuras líquidas para avanzar en nuevas aplicaciones biomédicas, como microfluidos reconfigurables para el descubrimiento de fármacos y robótica totalmente líquida para la administración dirigida de fármacos contra el cáncer, entre otros.
En experimentos dirigidos por el coautor Paul Ashby, científico de plantilla de la División de Ciencias de Materiales y Fundición Molecular de Berkeley Lab, y Yu Chai, ex investigador postdoctoral en el grupo Ashby que ahora es profesor asistente en la City University of Hong Kong, los investigadores utilizaron una técnica de imagen especial llamada microscopía de fuerza atómica AFM para tomar las primeras películas en tiempo real de los NPS apiñados y atascados en la interfaz aceite-agua, un paso crítico para bloquear un líquido en un específicoforma.
Las películas de los investigadores revelaron un retrato de la interfaz NPS con un detalle sin precedentes, incluido el tamaño de cada NPS, si la interfaz estaba compuesta por una o varias capas y cuánto tiempo transcurría, hasta el segundo, para cada NPS aadjuntar y asentarse en la interfaz.
Las espectaculares imágenes de AFM también mostraron el ángulo en el que un NPS "se sienta" en la interfaz, un resultado inesperado. "Nos sorprendió lo toscas que son las interfaces", dijo Ashby. "Siempre habíamos dibujado ilustraciones de un uniformeinterfaz con nanopartículas unidas en el mismo ángulo de contacto, pero en nuestro estudio actual, encontramos que en realidad hay mucha variación ".
La mayoría de las herramientas de imágenes a nanoescala solo pueden investigar muestras inmóviles que están secas o congeladas. Durante las últimas dos décadas, Ashby ha centrado su investigación en el desarrollo de capacidades AFM únicas que permiten al usuario controlar la punta de la sonda para que interactúe suavemente con-mover muestras, como las NPS del estudio actual, sin tocar el líquido subyacente, una hazaña desafiante.
"Obtener imágenes de una estructura líquida a nanoescala y observar cómo las nanopartículas se mueven en líquido en tiempo real utilizando una sonda AFM, eso no sería posible sin la amplia experiencia de Paul", dijo el coautor Thomas Russell, profesor visitantecientífico y profesor de ciencia e ingeniería de polímeros de la Universidad de Massachusetts que dirige el programa Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids en la División de Ciencias de Materiales de Berkeley Lab. "Este tipo de capacidades no están disponibles en ningún otro lugar excepto en Molecular Foundry".
A continuación, los investigadores planean estudiar el efecto de las partículas autopropulsadas en las estructuras líquidas de NPS.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=3avSASl2eXE
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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