Llamadas así por un dios romano, las partículas de Jano se refieren a nanopartículas que poseen superficies con dos o más propiedades químicas físicas distintas.

Las nanopartículas especiales fueron presentadas a la comunidad científica por el ganador del Premio Nobel de 1991, Pierre-Gilles de Gennes, quien señaló que "los objetos con dos lados de humectabilidad diferente tienen la ventaja única de autoensamblarse densamente en interfaces líquido-líquido", y en consecuencia , generando nuevas estructuras coloidales.

La asimetría química resultante condujo al descubrimiento de propiedades moleculares nuevas e inusuales, lo que hizo que las partículas de Janus fueran relevantes para una amplia gama de aplicaciones, desde biomedicina hasta textiles repelentes al agua y fabricación de membranas con propiedades ajustables.

En Física de los Fluidos , investigadores de la Universidad de Calgary, en Alberta, Canadá, utilizan simulaciones de dinámica de partículas disipativas (DPD) para examinar la difusión traslacional de las nanopartículas de Janus en la interfaz entre dos fluidos inmiscibles, incapaces de mezclarse o alcanzar la homogeneidad.

Centrándose en un grupo de partículas esféricas utilizadas para crear un cuerpo rígido de barras de Janus, las simulaciones arrojan luz sobre el comportamiento dinámico de las nanopartículas, con diferentes revestimientos superficiales y tamaños, en una interfaz agua-aceite. El trabajo revela una fuerte influencia de su forma en su orientación en la interfaz, así como en su movilidad.

"Como resultado, estas respuestas individuales variables modifican la tensión interfacial de todo el sistema, lo que afecta la reología y, por lo tanto, los esquemas de procesamiento", dijo el coautor Giovanniantonio Natale.

Natale y sus colegas describen un efecto de "inclinación y caída" debido a la presencia de mínimos de energía locales en la interfaz, un efecto que varía con la relación de aspecto de las varillas de Janus y la cobertura de la superficie de sus recubrimientos.

Se muestra que la tensión interfacial se reduce con una mayor relación de aspecto a medida que las partículas cambian de una posición vertical a una orientación inclinada. La tensión se reduce cuando los recubrimientos son horizontales en lugar de verticales, ya que las partículas están más estabilizadas en su orientación.

En teoría, estos hallazgos implican que las características geométricas de las partículas de Janus pueden modificarse sin que la química de su superficie se altere para producir emulsiones estables o inestables.

En conjunto, el trabajo proporciona información importante y fundamental sobre la dinámica y el autoensamblaje de partículas brownianas anisotrópicas en las interfaces, lo que puede informar mejor el diseño y la fabricación de interfaces de ingeniería.

"Además, podemos emplear nuestras simulaciones DPD para optimizar sistemas a nanoescala, donde realizar y caracterizar experimentos suele ser extremadamente desafiante y requiere mucho tiempo", dijo Natale. + Explora más

Nueva vía para la síntesis a gran escala de partículas de Janus