(Phys.org) —Imagina un chip de computadora que se puede ensamblar solo. Según Eric M. Furst, profesor de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Delaware, Los ingenieros y científicos están más cerca de hacer realidad esta y otras formas escalables de nanotecnología como resultado de los nuevos hitos en el uso de nanopartículas como bloques de construcción en materiales funcionales.

Furst y sus investigadores postdoctorales, James Swan y Paula Vasquez, junto con colegas de la NASA, la Agencia Espacial Europea, Zin Technologies y Lehigh University, informó el hallazgo el 17 de septiembre en un artículo en el Actas de las Academias Nacionales de Ciencias ( PNAS ) edición en línea.

Titulado "Cinética multiescala de una transición de fase coloidal dirigida al campo, "el artículo detalla cómo la exploración del equipo de investigación de coloides, partículas microscópicas que tienen apenas centésimas del diámetro de un cabello humano, para comprender mejor cómo se pueden dirigir los nano "bloques de construcción" para "autoensamblarse" en estructuras específicas.

El equipo de investigación estudió coloides paramagnéticos mientras aplicaba periódicamente un campo magnético externo a diferentes intervalos. Con la frecuencia y la intensidad de campo adecuadas, el equipo pudo observar la transición de las partículas de una forma aleatoria, sólido como material en estructuras o rejillas cristalinas altamente organizadas.

Según Furst, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la UD, nadie antes había presenciado esta "separación de fases" guiada de partículas.

"Este desarrollo es emocionante porque brinda información sobre cómo los investigadores pueden construir estructuras organizadas, cristales de partículas, utilizar campos de dirección y puede generar nuevos descubrimientos sobre cómo podemos conseguir que los materiales se organicen, "Dijo Furst.

Debido a que la gravedad juega un papel en cómo las partículas se ensamblan o desensamblan, El equipo de investigación estudió las suspensiones a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) a través de esfuerzos de colaboración con científicos y astronautas de la NASA. Una observación interesante, Furst informó, Fue como la estructura formada por las partículas se fue endureciendo lentamente, luego creció y se separó rápidamente, similar a la forma en que el aceite y el agua se separan cuando se combinan, antes de volver a alinearse en una estructura cristalina.

Ya, El laboratorio de Furst ha creado nanomateriales novedosos para su uso en materiales de comunicaciones ópticas y recubrimientos de barrera térmica. Este nuevo detalle, junto con otros datos registrados sobre el proceso, permitirá ahora a los científicos descubrir otros caminos para manipular y crear nuevos nanomateriales a partir de bloques de construcción de nanopartículas.

"Ahora, cuando tenemos una partícula que responde a un campo eléctrico, podemos usar estos principios para guiar ese ensamblaje en estructuras con propiedades útiles, como en fotónica, "Añadió Furst.

El trabajo podría resultar potencialmente importante en la fabricación, donde la capacidad de preprogramar y dirigir el autoensamblaje de materiales funcionales es muy deseada.

"Esta es la primera vez que presentamos la relación entre una estructura inicialmente desordenada y una altamente organizada y al menos uno de los caminos entre las dos. Estamos entusiasmados porque creemos que el concepto de autoensamblaje dirigido permitirá un forma escalable de nanotecnología, " él dijo.