Los investigadores de NC State desarrollan una técnica para ensamblar nanopartículas en filamentos (izquierda) en líquido. Los filamentos se pueden romper (centro) y luego volver a ensamblar (derecha). Crédito:Bhuvnesh Bharti.
Si desea formar cadenas muy flexibles de nanopartículas en líquido para construir pequeños robots con articulaciones flexibles o hacer geles autorreparables magnéticamente, necesitas volver a la infancia y pensar en castillos de arena.
En un artículo publicado esta semana en Materiales de la naturaleza , Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill muestran que las nanopartículas magnéticas encerradas en conchas líquidas aceitosas pueden unirse en el agua, al igual que las partículas de arena mezcladas con la cantidad adecuada de agua pueden formar castillos de arena.
"Porque el aceite y el agua no se mezclan, el aceite humedece las partículas y crea puentes capilares entre ellas para que las partículas se peguen al contacto, "dijo Orlin Velev, INVISTA Profesor de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State y autor correspondiente del artículo.
"Luego agregamos un campo magnético para organizar las cadenas de nanopartículas y proporcionar direccionalidad, "dijo Bhuvnesh Bharti, profesor asistente de investigación de ingeniería química y biomolecular en NC State y primer autor del artículo.
Enfriar el aceite es como secar el castillo de arena. Reducir la temperatura de 45 grados Celsius a 15 grados Celsius congela el aceite y hace que los puentes sean frágiles. conduciendo a la rotura y fragmentación de las cadenas de nanopartículas. Sin embargo, las cadenas de nanopartículas rotas se volverán a formar si se eleva la temperatura, el aceite se licua y se aplica un campo magnético externo a las partículas.
"En otras palabras, este material responde a la temperatura, y estas estructuras suaves y flexibles se pueden separar y reorganizar, ", Dijo Velev." Y no se necesitan otros productos químicos ".
"Esta investigación fue el resultado de la colaboración iniciada por el Centro de Ciencia e Ingeniería de Investigación de Materiales de NSF que facilita las interacciones entre las universidades de Triangle". dijo Michael Rubinstein, John P. Barker Profesor Distinguido de Química en la UNC y uno de los coautores del artículo.
