Un equipo de físicos ha desarrollado un método para generar y autoorganizar líquidos en patrones bien definidos, un gran avance que ofrece nuevas vías potenciales para el desarrollo de productos farmacéuticos y otros productos de consumo más sofisticados.
El procedimiento, descrito en el último número de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , se centra en hacer gotitas, que son una mezcla de dos o más líquidos inmiscibles o no mezclables, en este caso, aceite, agua y alcohol. Estas gotitas se desmezclan espontáneamente para formar múltiples capas en un patrón que esindependiente del tamaño de la gota, pero depende de la velocidad de desmezcla.
"Nuestra comprensión teórica nos permite diseñar emulsiones que se asemejan a las muñecas rusas de anidación, y luego sacarlas de manera escalonada o uniformemente espaciada", explica Jasna Brujic, profesora del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York yautor correspondiente. "La capacidad de manipular estos líquidos crea el potencial para promover medicamentos solubles en agua y aceite".
Los otros coautores del artículo son Pepijn Moerman, investigador del Centro de Investigación de Materias Blandas de la NYU en el momento del estudio y ahora en la Universidad de Utrecht de los Países Bajos, Eric Vanden-Eijnden, profesor del Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la NYU, y Pierre Hohenberg *, profesor emérito del Departamento de Física de la NYU.
La separación de líquidos es un proceso complejo involucrado en la organización de los subcompartimentos de las células y es vital para la creación de productos bien conocidos, como productos farmacéuticos o cosméticos, que se componen de emulsiones.
Sin embargo, desarrollar uniformidad de forma y controlar su movimiento representan desafíos científicos: la desmezcla de líquidos generalmente conduce a manchas de todas las formas, no muy diferente a cómo las gotas de aceite se esparcen en una variedad de formas y tamaños en una olla de agua hirviendo.
Para abordar estos desafíos, los investigadores colocaron los líquidos en una geometría confinada, una gota o una pajita delgada, de modo que la desmezcla comience en el borde y se propague hacia adentro. A medida que pasa la onda de desmezcla, los líquidossegregar en franjas, cuya longitud depende de la velocidad de la onda y del tiempo que tarda el proceso de segregación. Ambos parámetros se pueden ajustar en el experimento, lo que permite a los investigadores diseñar la estructura interna de las emulsiones.
El modelo teórico es consistente con los datos, señalan los científicos, y también predice correctamente la vida útil de cada capa, lo que da lugar a una liberación gradual de gotas internas.
Este trabajo fue apoyado por el Programa NYU MRSEC de la National Science Foundation DMR-1420073.
* Hohenberg, quien se había desempeñado como subdirector principal de investigación de la NYU de 2004 a 2010, falleció el 15 de diciembre de 2017.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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