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 con ramificaciones jerárquicas en la superficie. micro y nanoescala.

Los resultados, descrito en la revista Materiales de la naturaleza , tienen el potencial de avances en geles, pastas, alimentos telas no tejidas y revestimientos, entre otras formulaciones.

Los materiales de partículas dendríticas suaves con propiedades adhesivas y de construcción de estructuras únicas se pueden crear a partir de una variedad de polímeros precipitados a partir de soluciones en condiciones especiales. dice Orlin Velev, S. Frank y Doris Culberson Distinguido Profesor de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State y autor correspondiente del artículo.

"Utilizamos 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 rápida mezcla en un flujo turbulento crea partículas ramificadas organizadas de manera jerárquica ".

Las ramas más delgadas que rodean estas partículas forman una corona de nanofibras, Velev agregado, que distribuye su pegajosidad por fuerzas moleculares de atracción conocidas como fuerzas de van der Waals.

El nuevo material es único no solo en su estructura, pero también en la forma en que se fabrica.

"El uso de flujo turbulento normalmente no se conoce como una forma de fabricar estructuras organizadas, "Velev dijo." Aquí, estamos utilizando 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 escalar fácilmente para producir grandes cantidades del nanomaterial blando, lo que a menudo es un desafío para la fabricación de 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 utilizando el proceso, incluyendo revestimientos 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 nuevas, como superadhesivos y recubrimientos, lo que a su vez trajo nuevas preguntas fundamentales sobre sus propiedades ".