El autoensamblaje es el proceso mediante el cual los bloques de construcción simples interactúan y se organizan en estructuras ordenadas. La naturaleza abunda en fascinantes ejemplos de estructuras autoensambladas. Inspirado en la naturaleza, Los investigadores han buscado durante mucho tiempo explotar el autoensamblaje como una técnica de fabricación "de abajo hacia arriba" para diseñar materiales y dispositivos complejos. En la actualidad, el autoensamblaje de emulsiones ordenadas ha despertado mucho interés por su posible aplicación en múltiples campos, como la síntesis de materiales y el análisis de alto rendimiento.

Las técnicas de microfluidos ofrecen la capacidad de generar y autoensamblar gotas altamente monodispersas en emulsiones ordenadas en un solo dispositivo. pero el autoensamblaje en flujos de microfluidos requiere típicamente una alta densidad de gotas. Un equipo de investigadores dirigido por el profesor asistente Michinao Hashimoto de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) ha descubierto una forma elegante de lograr el autoensamblaje de gotas de baja densidad en flujos de microfluidos utilizando microcanales tridimensionales (3-D).

A diferencia de estudios previos que utilizaron microcanales sin variaciones de altura, los investigadores del SUTD utilizaron un microcanal con un aumento gradual de altura. En tales microcanales tridimensionales, las gotitas, no confinado por las paredes superior o inferior e impulsado por una diferencia de densidad con el líquido circundante, hundirse hasta el fondo del microcanal o flotar hasta la parte superior del microcanal. Luego se acumulan, atasca y autoensambla en estructuras ordenadas. El equipo de investigación demostró que el autoensamblaje en redes 2-D se podía lograr cuando las gotas ocupaban solo el 5% del volumen total de líquido inyectado en el microcanal; y aumentando gradualmente la concentración de gotas más allá de eso, se podría lograr el autoensamblaje en celosías 3-D. Para demostrar aún más el potencial de su descubrimiento, los investigadores utilizaron retículos de gotas 2-D autoensamblados como plantilla para fabricar fibras de hidrogel de un milímetro de ancho con estructuras de poros anisotrópicos.

"La simplicidad y versatilidad del concepto, el uso de microfluidos 3-D para el autoensamblaje controlado de gotitas, debería ser de interés para los investigadores que exploran la interfaz entre microfluidos, autoensamblaje, y materia blanda ", dijo el Dr. Pravien Parthiban, becario postdoctoral en SUTD y autor principal involucrado en el trabajo. El hallazgo de la investigación se ha publicado recientemente en Materia blanda donde se ha exhibido en la contraportada.