Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra que se pueden crear materiales únicos con propiedades distintas similares a las de los pies de gecko, la capacidad de adherirse a casi cualquier superficie, aprovechando el caos impulsado por líquidos para producir micropartículas de polímero blando conramificación jerárquica en la micro y nanoescala.
Los hallazgos, descritos en la revista Materiales naturales , tienen el potencial de avances en geles, pastas, alimentos, telas no tejidas y recubrimientos, entre otras formulaciones.
Los materiales de partículas dendríticas blandas con propiedades adhesivas y de construcción de estructuras únicas se pueden crear a partir de una variedad de polímeros precipitados de soluciones en condiciones especiales, dice Orlin Velev, S. Frank y Doris Culberson, profesor distinguido de ingeniería química y biomolecular en NC Statey autor correspondiente del artículo.
"Usamos nanofabricación 'líquida' para convertir la mayoría de los polímeros en partículas ramificadas después de disolver el polímero y mezclar la solución rápidamente con otro líquido", dijo. "Esta mezcla rápida en un flujo turbulento crea partículas ramificadas organizadas de manera jerárquica".
Las ramas más delgadas que rodean estas partículas forman una corona de nanofibras, agregó Velev, que distribuye su pegajosidad mediante fuerzas moleculares de atracción conocidas como fuerzas de van der Waals.
El nuevo material es único no solo en su estructura, sino también en la forma en que se fabrica.
"El uso de flujo turbulento normalmente no se conoce como una forma de fabricar estructuras organizadas", dijo Velev. "Aquí, estamos usando este proceso inherentemente caótico para crear estructuras jerárquicas".
El proceso líquido utilizado para crear estos materiales funciona con muchos tipos de polímeros y generalmente es eficiente y económico. Velev agregó que el proceso de fabricación se puede ampliar fácilmente para producir grandes cantidades del nanomaterial blando, lo que a menudo es un desafío para la fabricación.materiales a micro y nanoescala.
La investigación futura en el laboratorio de Velev buscará detallar los fundamentos detrás de este sorprendente hallazgo. La investigación también examinará los diferentes tipos de materiales poliméricos y biopoliméricos que se pueden crear mediante el proceso, incluidos recubrimientos y láminas que atraen o repelen el agua, por ejemplo, o andamios celulares y pastas de impresión 3D. NC State ha presentado una patente sobre los nuevos materiales dendríticos blandos y el proceso para crearlos.
"Este trabajo es una ilustración de cómo la ciencia fundamental y aplicada pueden funcionar sinérgicamente", dijo Simeon Stoyanov, colaborador de investigación y coautor del artículo. "Comenzamos con hallazgos científicos fundamentales y mientras los investigábamos encontramos muchas aplicaciones nuevascomo super-adhesivos y recubrimientos, que a su vez trajeron nuevas preguntas fundamentales sobre sus propiedades ".
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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