Si desea formar cadenas muy flexibles de nanopartículas en líquido para construir pequeños robots con articulaciones flexibles o hacer geles autocurativos magnéticamente, debe volver a la infancia y pensar en castillos de arena.
En un artículo publicado esta semana en Materiales naturales , investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill muestran que las nanopartículas magnéticas encerradas en conchas líquidas aceitosas pueden unirse en el agua, al igual que las partículas de arena mezcladas con la cantidad correcta de agua pueden formar castillos de arena.
"Debido a que el aceite y el agua no se mezclan, el aceite humedece las partículas y crea puentes capilares entre ellas para que las partículas se peguen al contacto", dijo Orlin Velev, profesor de Ingeniería Química y Biomolecular de INVISTA en NC State y el correspondienteautor del artículo.
"Luego agregamos un campo magnético para organizar las cadenas de nanopartículas y proporcionar direccionalidad", dijo Bhuvnesh Bharti, profesor asistente de investigación de ingeniería química y biomolecular en NC State y primer autor del artículo.
Enfriar el aceite es como secar el castillo de arena. Reducir la temperatura de 45 grados Celsius a 15 grados Celsius congela el aceite y hace que los puentes se vuelvan frágiles, lo que provoca la rotura y fragmentación de las cadenas de nanopartículas. Sin embargo, las cadenas de nanopartículas rotas se volverán a formarsi se eleva la temperatura, el aceite se licua y se aplica un campo magnético externo a las partículas.
"En otras palabras, este material responde a la temperatura, y estas estructuras suaves y flexibles se pueden separar y reorganizar", dijo Velev. "Y no se necesitan otros productos químicos".
"Esta investigación fue el resultado de la colaboración iniciada por el Centro de Ingeniería y Ciencia de Investigación de Materiales de NSF que facilita las interacciones entre las universidades de Triangle", dijo Michael Rubinstein, Profesor Distinguido de Química John P. Barker en la UNC y uno de los coautores deel papel.
El artículo también es coautor de Anne-Laure Fameau, investigadora visitante del INRA, Francia. La investigación está financiada por la National Science Foundation a través del Triangle MRSEC on Programmable Soft Matter y la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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