Las hojas de las plantas tienen un superpoder natural:están diseñadas con características repelentes al agua. Llamada superficie superhidrofóbica, este rasgo permite que las hojas se limpien de las partículas de polvo. Inspirado por diseños tan naturales, un equipo de investigadores de la Universidad Texas A&M ha desarrollado una forma innovadora de controlar la hidrofobicidad de una superficie en beneficio del campo biomédico.

Los investigadores del laboratorio del Dr. Akhilesh K. Gaharwar en el Departamento de Ingeniería Biomédica han desarrollado un "efecto de loto" al incorporar defectos atómicos en nanomateriales, que podría tener aplicaciones generalizadas en el campo biomédico, incluida la biodetección, laboratorio en un chip, repelente de sangre, Aplicaciones antiincrustantes y autolimpiantes.

Los materiales superhidrófobos se utilizan ampliamente para la característica de autolimpieza de los dispositivos. Sin embargo, Los materiales actuales requieren una alteración de la química o topografía de la superficie para trabajar. Esto limita el uso de materiales superhidrofóbicos.

"Diseñar superficies hidrofóbicas y controlar el comportamiento de humectación ha sido de gran interés durante mucho tiempo, ya que juega un papel crucial en el logro de la capacidad de autolimpieza, "Dijo Gaharwar." Sin embargo, hay un enfoque biocompatible limitado para controlar el comportamiento de humectación de la superficie como se desea en varias aplicaciones biomédicas y biotecnológicas ".

El diseño de Texas A&M adopta un conjunto 'similar a una nanoflor' de capas atómicas bidimensionales (2-D) para proteger la superficie de la humedad. El equipo publicó recientemente un estudio publicado en Comunicaciones químicas . Los nanomateriales 2-D son una clase ultrafina de nanomateriales y han recibido una atención considerable en la investigación. El laboratorio de Gaharwar usó disulfuro de molibdeno 2-D (MoS2), una nueva clase de nanomateriales 2-D que ha demostrado un enorme potencial en nanoelectrónica, sensores ópticos, Fuentes de energía renovable, catálisis y lubricación, pero no se ha investigado para aplicaciones biomédicas. Este enfoque innovador demuestra las aplicaciones de esta clase única de materiales a la industria biomédica.

"Estos nanomateriales 2-D con su capa empaquetada hexagonal repelen la adherencia al agua, sin embargo, un átomo faltante en la capa superior puede permitir un fácil acceso a las moléculas de agua por la siguiente capa de átomos debajo, lo que lo hace pasar de hidrófobo a hidrófilo, "dijo el autor principal del estudio, Dr. Manish Jaiswal, un asociado de investigación senior en el laboratorio de Gaharwar.

Esta técnica innovadora abre muchas puertas para aplicaciones ampliadas en varias áreas científicas y tecnológicas. El recubrimiento superhidrofóbico se puede aplicar fácilmente sobre varios sustratos como vidrio, pañuelo de papel, caucho o sílice utilizando el método de evaporación del disolvente. Estos recubrimientos superhidrofóbicos tienen amplias aplicaciones, no solo en el desarrollo de superficies autolimpiables en dispositivos nanoelectrónicos, sino también para aplicaciones biomédicas. Específicamente, el estudio demostró que los medios de cultivo sanguíneo y celular que contienen proteínas no se adhieren a la superficie, lo cual es muy prometedor. Además, Actualmente, el equipo está explorando las posibles aplicaciones de la hidrofobicidad controlada en el destino de las células madre.