La aguda observación de la estudiante de doctorado Mengmeng Cui en el laboratorio de ingeniería y ciencia de polímeros de Thomas Russell en la Universidad de Massachusetts Amherst la llevó recientemente a descubrir cómo atrapar y controlar cinéticamente un líquido dentro de otro. bloquearlos y separarlos en un sistema estable durante largos períodos, con la capacidad de adaptar y manipular las formas y características de flujo de cada uno.
Russell, su consejero, señala que el avance es prometedor para una amplia gama de aplicaciones diferentes, incluida la administración de medicamentos, biosensor, fluídica, fotovoltaica, medios de encapsulación y bicontinuos para aplicaciones energéticas y medios de separación.
Él dice, "Es muy, muy aseado. Hemos engañado al sistema para que permanezca absolutamente fijo, atrapados en un cierto estado durante el tiempo que queramos. Ahora podemos tomar un material y encapsularlo en una gota con una forma inusual durante mucho tiempo. Cualquier sistema en el que pueda tener materiales co-continuos y pueda hacer cosas de forma independiente tanto en aceite como en agua es interesante y potencialmente valioso ".
Cui, con Russell y su colega, el químico sintético Todd Emrick, reportar sus hallazgos en el número actual de Ciencias .
El laboratorio de Russell ha estado interesado durante mucho tiempo en fenómenos de interferencia y materiales atrapados cinéticamente, él dice. Cuando Cui notó algo inusual en los experimentos de rutina, en lugar de ignorarlo y empezar de nuevo, decidió investigar más a fondo. "Este descubrimiento es realmente un tributo a las habilidades de observación de Cui, "Russell señala, "que ella reconoció que esto podría ser de importancia".
Específicamente, los científicos de polímeros aplicaron un campo eléctrico a un sistema con dos líquidos para superar la fuerza débil que estabiliza los ensamblajes de nanopartículas en las interfaces. Bajo la influencia del campo externo, una gota esférica cambia de forma a un elipsoide con mayor área de superficie, por lo que tiene muchas más nanopartículas adheridas a su superficie.
Cuando se libera el campo externo, el mayor número de nanopartículas de superficie obstruyen el sistema líquido, detener el movimiento de las nanopartículas como un atasco el viernes por la tarde en una rampa de salida o granos de arena atrapados en un reloj de arena, Russell explica. En su estado atascado, la gota cubierta de nanopartículas conserva su forma elipsoide y todavía lleva muchas más nanopartículas en su superficie, desordenado y parecido a un líquido, de lo que podría ser una simple gota esférica. Esta nueva forma se puede arreglar de forma permanente. Cui, Russell y Emrick también lograron la interferencia usando un método mecánico, emocionante.
Al generar estos tensioactivos de nanopartículas atascados en las interfaces, Las gotas de fluido de forma y tamaño arbitrarios pueden estabilizarse abriendo aplicaciones en fluídica, encapsulación y medios bicontinuos para aplicaciones energéticas. Se logra una mayor estabilización reemplazando ligandos monofuncionales con difuncionales que reticulan los ensamblajes, los autores señalan. La capacidad de generar y estabilizar líquidos con una forma prescrita presenta oportunidades para los sistemas de líquidos reactivos, embalaje, entrega y almacenaje.
