La manipulación de gotas despierta un gran interés en varios campos, incluyendo aplicaciones tecnológicas y estudios básicos en sistemas dinámicos. La comunidad de Lab-on-a-chip y microfluídica está particularmente interesada en la manipulación precisa de pequeños volúmenes de fluidos, microfluidos de gotitas. Una investigación realizada por el Clúster de Microfluídicos de la UPV / EHU ha encontrado que un anillo superparamagnético se forma espontáneamente alrededor de una gota de agua cuando un ferrofluido a base de aceite está en contacto con la gota bajo la influencia de un campo magnético y varía según la fuerza de el campo magnético aplicado.

El anillo consta de un ferrofluido a base de aceite, una suspensión estable de partículas ferromagnéticas en una fase oleosa. Aparece espontáneamente debido a la interacción interfacial agua-aceite bajo la influencia de un campo magnético. "La interacción ferrofluido-agua se asemeja a una magdalena, con el anillo circundante solo en la base de la gota, "explicó la profesora Ikerbasque Lourdes Basabe, quien lidera el clúster. El anillo es análogo a un imán de anillo de materia blanda, "que estabiliza las gotas en una superficie, y evita que se mezclen. Y estas gotas de agua pueden moverse con precisión desplazando el campo magnético externo, " ella añadió.

El profesor de la UPV / EHU Fernando Benito-López, el investigador principal del clúster, explicó que "bajo un campo magnético, las gotas de agua pueden encapsularse en el ferrofluido, y ser movido de forma remota moviendo un imán, gracias a las propiedades magnéticas del ferrofluido. Incluso cuando dos o más cupcakes se unen mecánicamente, las gotas de agua no se mezclan, porque sus anillos de ferrofluido se fusionan para formar una barrera física aislante. Es más, como es paramagnético, si se quita el imán, si se elimina el campo magnético, el efecto desaparece, en otras palabras, es una estructura conmutable, y estas gotas se pueden mezclar apagando el campo magnético. Igualmente, este conjunto podría formarse sobre un sustrato o, como una magdalena colgante, en la parte inferior de un sustrato ". Son gotas de tamaño milimétrico, que contienen volúmenes en una escala de microlitros, y "por lo que se abren múltiples posibilidades para manejar volúmenes tan pequeños, "añadió.

Un nuevo enfoque ventajoso para microfluidos de gotas de superficie abierta

Ambos investigadores afirman que este hallazgo "hace posible la robusta, manipulación controlable y programable de las gotas de agua encerradas. Este trabajo abre la puerta a nuevas aplicaciones en microfluídica de superficie abierta o invertida, sienta las bases para nuevos estudios sobre las interacciones entre dos líquidos inmiscibles y podría conducir a nuevos estudios, un nuevo conocimiento relacionado con la interacción líquido-líquido. También revelan que el uso de este anillo para manipular una gota colgante es el primer ejemplo de la manipulación magnética de gotas en una superficie invertida. abriendo así el camino a nuevas aplicaciones.

Esta es una investigación básica que puede tener aplicaciones actualmente desconocidas, pero por el momento enumeran una serie de posibilidades, como "el desarrollo de dispositivos de detección de líquidos, reacciones químicas a microescala con pequeñas cantidades de reactivos, análisis de células individuales, detección de sustancias en aerosoles, etc. "

Ahora, "queremos saber qué tan pequeñas pueden ser estas gotas. Nos gustaría explorar el desarrollo de nuevas tecnologías de microfluidos, en otras palabras, la manipulación de volúmenes muy pequeños, o desarrollar los sistemas generados a través de este proyecto para producir dispositivos de análisis de fluidos basados ​​en propiedades magnéticas, o al menos explotar esas propiedades de alguna manera, " ellos dijeron.

Los investigadores agradecen la financiación europea obtenida gracias al proyecto europeo MAMI, "una red internacional de formación para estudiantes de doctorado, formado por un consorcio de grupos de investigación y empresas multidisciplinares de seis países para desarrollar nuevas tecnologías en torno al uso de materiales magnéticos, lo que nos ha permitido contratar personas muy motivadas. "También están encantados de que se haya hecho este gran descubrimiento" en un grupo de investigación joven, lo que demuestra que en la UPV / EHU se puede realizar investigación de alto nivel ”.