As 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

Crédito: Laborata³rio Nacional Lawrence Berkeley
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.