Algunos de los descubrimientos más importantes del mundo:penicilina, caucho vulcanizado y velcro, por nombrar algunos, fueron hechos por accidente. De hecho, se ha dicho que más de la mitad de todos los descubrimientos científicos son por casualidad.

Agregue la congelación del anillo de vórtice a esa larga lista de "accidentes".

Duo An, estudiante de doctorado en los laboratorios del profesor Dan Luo y del profesor asistente Minglin Ma, en el Departamento de Ingeniería Biológica y Ambiental, era un estudiante de China que estaba haciendo una pasantía en Cornell cuando se topó con un fenómeno que tiene el potencial de mejorar en gran medida la producción de proteínas libres de células y el suministro de células. particularmente para pacientes con diabetes tipo 1.

Un grupo encabezado por Luo y Ma ha publicado el artículo, "Producción en masa de partículas moldeadas mediante la congelación del anillo de vórtice, "que se publicó en línea el 4 de agosto en Comunicaciones de la naturaleza . An es el autor principal.

Los anillos de vórtice son omnipresentes por naturaleza, una nube de humo en forma de hongo es un ejemplo, y la evolución del anillo exhibe un rico espectro de geometrías complicadas, de esférico a lágrima a toroidal (en forma de rosquilla). Los investigadores utilizaron estas características para controlar y producir en masa partículas orgánicas e inorgánicas mediante un proceso de electropulverización. mediante el cual se pueden producir una multitud de partículas derivadas de anillos de vórtice (VRP), luego congelado en puntos de tiempo precisos. El grupo informó que podían producir 15, 000 anillos por minuto mediante electropulverización.

Descubrieron controlar la forma y la velocidad del rocío, así como la velocidad de la reacción química, puede producir diferentes estructuras.

"Podemos ajustar ambas escalas de tiempo, y controlar en qué etapa podemos congelar la estructura, para obtener los resultados que queremos, "An dijo.

Mientras trabajaba en el laboratorio de Luo durante una pasantía de verano, An estaba haciendo hidrogeles de nanoarcillas, inyectando una solución en otra para crear un gel. Pero para este procedimiento en particular, en lugar de inyección directa, goteó una solución en otra. Cuando la primera solución entró en la segunda, creó partículas en forma de anillo de vórtice.

No fue hasta dos años después, mientras trabajaba en el laboratorio de mamá, que recordó los anillos de vórtice que había creado y se preguntó si ese concepto podría aplicarse al trabajo de Ma con microcápsulas y terapia celular. El laboratorio de Ma se centra en la administración de células para pacientes con diabetes tipo 1.

Ma admitió que no se le había ocurrido el concepto de usar una encapsulación en forma de rosquilla, pero tenía perfecto sentido.

"Conocíamos el concepto de que la forma de una rosquilla es mejor, pero nunca pensamos en hacerlo hasta que lo vimos [de An], "Dijo mamá.

Una ventaja de la encapsulación en forma de rosquilla sobre una de forma esférica es la distancia de difusión más corta, la distancia que debe recorrer la partícula encapsulada para escapar de la cápsula, mientras que al mismo tiempo mantiene una superficie relativamente grande.

Este concepto podría allanar el camino para otras aplicaciones aún desconocidas de la congelación de anillos de vórtice, según Luo.

"Nuestra esperanza es que este tipo de material en estas formas se pueda utilizar mucho más ampliamente en otros laboratorios para lo que sea que intenten hacer, ", dijo." Hay todo un campo dedicado a las partículas, pero por defecto, todos piensan en términos de partículas esféricas. Ojalá, esto se sumará a ese campo de estudio ".

Mamá, quien a principios de este año ganó un Hartwell Individual Biomedical Research Award por su trabajo sobre la diabetes juvenil, citó el trabajo de los colaboradores Ashim Datta, profesor de ingeniería biológica y ambiental, y Paul Steen, el Profesor Maxwell M. Upson de Ingeniería en la Escuela de Ingeniería Química y Biomédica Robert Frederick Smith. El laboratorio de Datta hizo el trabajo de simulación, y el grupo de Steen proporcionó información teórica clave.

"Sus contribuciones ponen este trabajo en una base mucho más sólida, "Ma dijo." Ahora entendemos mejor el mecanismo detrás de esto, y puede diseñar con más propósito estas partículas en el futuro ".

Otros colaboradores incluyeron a los estudiantes graduados Alex Warning, Kenneth Yancey, Chun-Ti Chang y Vanessa Kern.