Estruturas la­quidas - gota­culas la­quidas que mantem uma forma especa­fica - são aºteis para uma variedade de aplicações, de processamento de alimentos a cosmanãticos, medicamentos e atémesmo extração de petra³leo, mas os pesquisadores ainda precisam explorar todo o potencial desses novos materiais interessantes porque não hámuito conhecido sobre como eles se formam.

Agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Berkeley Lab capturou va­deos de alta resolução em tempo real de estruturas la­quidas tomando a forma de surfactantes de nanoparta­culas (NPSs) -partículas semelhantes a saba£o com apenas bilionanãsimos de um metro de tamanho - que ficam bem juntas, lado a lado, para formar uma camada de tipo sãolido na interface entre o a³leo e a a¡gua.

Suas descobertas, recentemente apresentadas na capa da Science Advances , podem ajudar os pesquisadores a otimizar melhor as estruturas la­quidas para o avanço de novas aplicações biomédicas, como microflua­dica reconfigura¡vel para descoberta de medicamentos e roba³tica totalmente la­quida para entrega de medicamentos contra o ca¢ncer, entre outros.

Em experimentos conduzidos pelo co-autor Paul Ashby, cientista da equipe da Divisão de Fundição Molecular e Ciências dos Materiais do Berkeley Lab, e Yu Chai, ex-pesquisador de pa³s-doutorado no grupo Ashby que agora éprofessor assistente na City University of Hong Kong, o pesquisadores usaram uma técnica de imagem especial chamada microscopia de força atômica (AFM) para fazer os primeiros filmes em tempo real dos NPSs se aglomerando e ficando presos na interface a³leo- água, uma etapa cra­tica para bloquear um la­quido em uma forma especa­fica.

Os filmes dos pesquisadores revelaram um retrato da interface NPS com detalhes sem precedentes, incluindo o tamanho de cada NPS, se a interface era composta de uma ou várias camadas e quanto tempo passou, atéa segunda, para cada NPS anexar e se estabelecer na interface.

As imagens espetaculares de AFM também mostraram o a¢ngulo em que um NPS "se senta" na interface - um resultado inesperado. "Ficamos surpresos com o quanto a¡speras são as interfaces", disse Ashby. "Sempre desenhamos ilustrações de uma interface uniforme com nanoparta­culas anexadas ao mesmo a¢ngulo de contato - mas em nosso estudo atual, descobrimos que ha¡, na verdade, muitas variações."

A maioria das ferramentas de imagem em nanoescala são pode investigar amostras ima³veis que estãosecas ou congeladas. Nas últimas décadas, Ashby concentrou sua pesquisa no desenvolvimento de recursos AFM exclusivos que permitem ao usua¡rio controlar a ponta da sonda para que ela interaja suavemente com amostras de movimento rápido, como os NPSs do estudo atual, sem tocar no la­quido subjacente —Um feito desafiador.

"Imaginar uma estrutura la­quida em nanoescala e observar as nanoparta­culas se movendo no la­quido em tempo real usando uma sonda AFM - isso não seria possí­vel sem a vasta experiência de Paul", disse o coautor Thomas Russell, professor visitante e cientista de ciência e engenharia de polímeros da Universidade de Massachusetts, que lidera o programa Adaptive Interfacial Assemblies Towards Structuring Liquids na Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab. "Esses tipos de recursos não estãodisponí­veis em nenhum outro lugar, exceto na Fundição Molecular."

Os pesquisadores pretendem estudar o efeito departículas autopropulsoras em estruturas la­quidas NPS.