Investigadores de la Universidad de Griffith han resuelto un problema que afecta a los microrreactores del tamaño de una gota que podría mejorar la viabilidad de aplicaciones como la administración de fármacos y la gestión de residuos. Publicado en Letras de Física Aplicada , la técnica que desarrolló el equipo utiliza la condensación para rellenar de forma no invasiva las canicas líquidas que antes colapsaban debido a la evaporación.

"Las canicas líquidas son gotitas de solución que envolvemos en una capa delgada de micropartículas que se pueden usar para una serie de aplicaciones biológicas, químicas y bioquímicas", dijo el coautor, el profesor Nam-Trung Nguyen del Centro de Micro y Nanotecnología de Queensland.

"Las canicas líquidas se utilizan como microrreactores para albergar diversos fines químicos, bioquímicos y biológicos, como el cultivo de células y aplicaciones como la PCR común, una técnica de amplificación de ADN utilizada para detectar la COVID-19.

"El uso de canicas líquidas para estos fines reduce significativamente la cantidad de reactivos y consumibles de plástico necesarios".

Para crear las canicas, se hace rodar una gota de la solución de reacción sobre un lecho de polvo de partículas hidrofóbicas (resistentes al agua) u oleofóbicas (resistentes al aceite), de modo que crean una barrera alrededor de la gota que aísla su contenido del entorno.

Sin embargo, una vez formadas, las canicas líquidas se enfrentan a un gran problema:la evaporación.

"La capa de partículas que se forma alrededor de la gota puede contener líquido cuyo volumen varía desde unos pocos nanolitros hasta unos pocos microlitros", dijo el autor principal, el Dr. Kamalalayam Rajan Sreejith, del Centro de microtecnología y nanotecnología de Queensland.

"La capa de polvo alrededor de la gota es porosa, lo que significa que el líquido puede evaporarse lentamente. Debido a esto, el líquido puede desaparecer con el tiempo, especialmente cuando la temperatura exterior es más alta o cambia constantemente entre temperaturas altas y bajas, como ocurre en las reacciones de PCR.

"Este proceso hace que la canica líquida pierda su volumen y finalmente se combe y colapse".

Las soluciones anteriores a este problema consistían en rellenar de forma invasiva el líquido perdido mediante bombas de jeringa y requerían técnicas muy difíciles como la detección de flujo y el control preciso del flujo.

"Para evitar estas dificultades, desarrollamos un método simple y no invasivo para rellenar canicas líquidas", dijo el profesor Nguyen.

"El proceso que desarrollamos se basa en la condensación, similar a la forma en que se forma el rocío en el costado de una lata de coca cola. Cuando la humedad y la temperatura son las adecuadas, el agua del aire se condensa en la lata para formar gotas de agua.

"Imitamos este proceso para volver a llenar el mármol líquido mediante la ingeniería de la condición externa alrededor del mármol para alentar el agua en el aire exterior a condensarse en el mármol como lo hace con la lata de coque y posteriormente se recoge dentro de la capa porosa, lo que permite que el mármol líquido se rellenar y evitar el pandeo o el colapso".

Este proceso de recarga actual se demostró en un entorno especialmente diseñado, pero los investigadores esperan optimizarlo para su uso práctico en diversas aplicaciones de microfluidos. + Explora más

La curiosa tarea de ver secar canicas líquidas