(Phys.org) —Investigadores de la Universidad Aalto y Paris Tech han colocado gotas de agua que contienen nanopartículas magnéticas en superficies resistentes que repelen el agua y las han alineado en varias estructuras estáticas y dinámicas utilizando campos magnéticos que oscilan periódicamente. Esta es la primera vez que los investigadores han demostrado un cambio reversible entre el autoensamblaje estático y dinámico.
"Estamos llevando a cabo esta línea de investigación porque abre un camino para crear nuevos sistemas y materiales inteligentes y con capacidad de respuesta, ", dijo el Dr. Robin Ras de la Universidad de Aalto.
El autoensamblaje es un proceso en el que múltiples componentes forman estructuras o patrones organizados sin dirección externa. El proceso es muy interesante tanto para los científicos como para la industria, porque muchos sistemas naturales se basan en estructuras autoensambladas y pueden inspirar aún más aplicaciones tecnológicas.
"La formación de la estructura puede ser estática, impulsado por la minimización de energía, o dinámico, impulsado por alimentación continua de energía. A lo largo de los años hemos logrado crear materiales funcionales basados en jerarquías estáticas autoensambladas. Este sistema de modelos allana el camino hacia materiales dinámicos aún más versátiles, donde las estructuras se forman alimentando energía, "dijo el profesor de la Academia Olli Ikkala.
Al utilizar el nuevo sistema de modelo, Los investigadores demostraron que los patrones de gotas estáticas pueden transformarse reversiblemente en dinámicos cuando se alimenta energía al sistema a través de un campo magnético oscilante. Se observó que la transición era compleja y los patrones más complicados surgieron cuando la alimentación de energía fue suficiente para ingresar al régimen dinámico de autoensamblaje.
Además de la ciencia sólida detrás del autoensamblaje, los patrones de gotas también son visualmente cautivadores.
"En algunos patrones, el movimiento de las gotas se asemeja al de bailar. Lo encontramos simplemente hermoso "dijo el Dr. Jaakko Timonen.
Este trabajo es parte de la tesis doctoral recién completada de Jaakko Timonen en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Aalto. Es una investigación multidisciplinar, combinando experiencia en síntesis de nanopartículas magnéticas, Superficies superhidrofóbicas, y comprensión profunda de los autoensamblajes.
"La amplia experiencia de Jaakko Timonen fue fundamental en la combinación de tres campos aparentemente no relacionados:recubrimientos repelentes al agua de nanopartículas magnéticas, y autoensamblaje, "dijo el Dr. Ras.
Los resultados fueron publicados en Ciencias el 19 de julio titulado "Autoensamblaje estático y dinámico conmutable de gotitas magnéticas en superficies superhidrofóbicas".
