Método de fabricação de moléculas artificiais ganha prêmio de melhor pôster

Songbo Ni , IBM Research-Zurich

No início deste ano, cientistas da ETH Zurich e IBM Research - Zurich publicaram um novo método em Science Advances para fabricar moléculas artificiais de diferentes tipos de microesferas, pequenas partículas redondas com um diâmetro de 1 micrômetro - aproximadamente o tamanho de uma bactéria. Embora minúsculos, os cientistas acreditam que um dia esses objetos microscópicos poderão ser usados ​​em micro-robôs, fotônica e pesquisa bioquímica básica.

Um dos cientistas focados nessa pesquisa é Songbo Ni, um pré-doutorado do laboratório da IBM em Zurique, estudando na ETH Zurique. Hoje, ele recebeu o prêmio de melhor pôster por "Montagem Programável de Moléculas Coloidais" na conferência Faraday Discussions da Royal Chemistry Society.

Sentei-me com Songbo para discutir sua pesquisa.

Aglomerados lineares e não lineares multimateriais Credit:Science Advances

Por favor, descreva sua pesquisa. Qual é o seu significado?

Songbo Ni: Inventamos uma forma de fabricar objetos coloidais híbridos, que superam os métodos existentes, como deposição física de vapor, polimerização semeada e outros - que normalmente são limitados a uma composição e geometria simples.

Descobrimos que, ao compreender a geometria do local de captura, podemos colocar diferentes partículas em certas posições no mesmo local para criar objetos complexos exclusivos com a sequência que queremos programar.

Quando você tem vários componentes, pode manipular os clusters de várias maneiras ao mesmo tempo, aproveitando suas propriedades elétricas e magnéticas, por exemplo. A tendência na tecnologia de partículas mudou de deixar as partículas tão pequenas quanto possível, para fazer com que as partículas sejam multifuncionais - tendo mais elementos juntos na mesma unidade.

Como você montou as moléculas coloidais?

SN: A técnica tem algumas coisas em comum com o conhecido efeito de manchas de café.

Em uma gota (de café) você tem evaporação que é mais forte na borda e menos no grosso. Isso leva a um fluxo de partículas do líquido de dentro para a borda e deposita minúsculas partículas de café na borda, formando o anel escuro típico.

Usamos uma ideia semelhante. Colocamos uma gota de água contendo microesferas em um molde com orifícios e evaporamos a gota para trazer as partículas para a frente. E então movemos a queda sobre os buracos. As partículas serão posicionadas nos orifícios que projetamos devido à tensão superficial da água.

O fenômeno da tensão superficial da água mantém o líquido de derramar nas laterais da xícara.

Quais são as aplicações do que você encontrou em seu projeto?

SN: Neste momento, os experimentos estão principalmente relacionados à pesquisa fundamental, onde as pessoas podem usar esses aglomerados coloidais como modelos para compreender muitos processos naturais de automontagem. Nossa técnica pode ser usada com uma variedade de partículas funcionais para aplicações práticas.

Por exemplo, a introdução de partículas magnéticas pode permitir a manipulação externa dos aglomerados. Se ainda combinarmos partículas carregadas de drogas, isso poderia ser usado na entrega de drogas para liberar drogas em um local específico para cuidados de saúde personalizados.

Quais são as próximas etapas para você?

SN: Ainda estamos investigando essas partículas, demonstrando como podemos combinar diferentes materiais em várias geometrias para programar uma certa anisotropia, ou seja, dependência direcional. A anisotropia local é bem conhecida por ser responsável por movimentos locais em muitos micro-objetos, como partículas catalíticas de Janus e flagelos bacterianos. Estamos explorando a capacidade de combinar diferentes propriedades em um único objeto coloidal e, em seguida, fazê-lo agir como um minúsculo robô com uma entrada de energia externa.

Os próximos resultados prometem ser emocionantes. Esperançosamente, demonstraremos em breve como podemos fazer essas partículas agirem como nadadores, misturadores e transportadores aleatórios, o que pode ser altamente útil em pesquisas biofísicas e biomédicas.