Un equipo de WPI-MANA crea un patrón flexible en gotas de mármol líquido

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International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)

Jul 20, 2021, 14:06 ET

TSUKUBA, Japón, 20 de julio de 2021 /PRNewswire/ -- Un equipo de WPI-MANA ha creado un patrón flexible de partículas funcionales sobre superficies de gotas de mármol líquido en un diseño de mosaico. Sus resultados demuestran que estas gotas pueden cambiar su comportamiento macroscópico entre un estado estable y un estado activo en superficies superrepelentes in situ, atascando y desatascando las partículas de la superficie.

(Imagen: https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M105739/202107127520/_prw_PI1fl_YeT4hwA1.jpg)

Las partículas sólidas de tamaño entre nanométrico y micrométrico se adhieren irreversiblemente a las superficies de los líquidos, lo que ha dado lugar a nuevos productos y conceptos, como la espuma en polvo, el agua seca y las gotas líquidas (LM).

Las LM consisten en gotas envueltas por partículas sólidas hidrofóbicas, que se comportan como un sólido blando no mojable. Gracias a esta propiedad, las LM tienen aplicaciones en fluídica y dispositivos blandos, y se ha sintetizado una amplia variedad de partículas funcionales para formar LM funcionales. Sin embargo, es difícil formar LM multifuncionales integrando varios tipos de partículas funcionales.

Las LM activas se fusionan hidrostáticamente para formar un patrón de partículas auto-ordenado en la superficie de la gota. Con el apoyo de la robótica de manipulación de LM, los protocolos de activación-manipulación-coalescencia-estabilización cíclica a demanda por parte de LM con diferentes tamaños y tipos de partículas dan como resultado el diseño fiable de LM multifuncionales. Basándose en este concepto, el equipo de WPI-MANA diseñó una LM única bifuncional a partir de dos LM monofuncionales como portador avanzado de gotas.

El equipo demostró que puede cambiar el comportamiento macroscópico de las LM entre sólido y líquido in situ cambiando la densidad de empaquetamiento, mientras que la mayoría de los materiales requieren energía térmica y/o presión para permitir el cambio.

Mientras que en el pasado se ha estudiado el atasco de partículas para preparar gotas con un comportamiento similar al de los sólidos, el concepto de una transición reversible de atasco interfacial en la interfaz fluido-fluido para activar/estabilizar las LM ofrece una nueva plataforma para el desarrollo de la ciencia coloidal y de la materia blanda.

El equipo cree que esta propiedad puede ser de gran interés para los investigadores de la ciencia de los materiales.

Esta investigación fue realizada por MizukiTenjimbayashi, científico independiente (WPI-MANA, Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales), y sus colaboradores.

"Liquid Marble Patchwork on Super-Repellent Surface" MizukiTenjimbayashi et al., Advanced Functional Materials (19 de febrero de 2021)
https://doi.org/10.1002/adfm.202010957

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