El método de fabricación de moléculas artificiales gana el premio al mejor póster

Songbo Ni , IBM Research-Zúrich

A principios de este año, científicos de ETH Zurich e IBM Research - Zurich publicaron un nuevo método en Science Advances para fabricar moléculas artificiales a partir de diferentes tipos de microesferas, pequeñas partículas redondas con un diámetro de 1 micrómetro, aproximadamente del tamaño de una bacteria. Aunque pequeños, los científicos creen que algún día estos objetos microscópicos podrían usarse en micro-robots, fotónica e investigación bioquímica básica.

Uno de los científicos enfocados en esta investigación es Songbo Ni, un predoctorado en el laboratorio de IBM en Zurich, que estudia en ETH Zurich. Hoy, recibió el premio al mejor póster por "Ensamblaje programable de moléculas coloidales" en la conferencia Faraday Discussions de la Royal Chemistry Society.

Me senté con Songbo para discutir su investigación.

Clústeres multimateriales lineales y no lineales Crédito:Science Advances

Describa su investigación. ¿Cuál es su significado?

Songbo Ni: Inventamos una forma de fabricar objetos coloidales híbridos, que superan los métodos existentes, como la deposición física de vapor, la polimerización de semillas y otros, que generalmente se limitan a una composición y geometría simples.

Descubrimos que al comprender la geometría del sitio de captura, podemos colocar diferentes partículas en ciertas posiciones en el mismo sitio para crear objetos complejos únicos con la secuencia que queremos programar.

Cuando tiene varios componentes, puede manipular los grupos de varias formas al mismo tiempo, aprovechando sus propiedades eléctricas y magnéticas, por ejemplo. La tendencia en la tecnología de partículas ha pasado de hacer que las partículas sean lo más pequeñas posible, a lograr que las partículas sean multifuncionales, es decir, tener más elementos juntos en la misma unidad.

¿Cómo fue el ensamblaje de las moléculas coloidales?

SN: La técnica tiene algunas cosas en común con el conocido efecto de mancha de café.

En una gota (de café) tienes una evaporación que es más fuerte en el borde y menos en la masa. Esto conduce a un flujo de partículas desde el líquido del interior hacia el borde y deposita pequeñas partículas de café en el borde formando el típico anillo oscuro.

Usamos una idea similar. Colocamos una gota de agua que contiene microesferas en una plantilla con agujeros y evaporamos la gota para llevar las partículas al frente. Y luego movimos la gota sobre los agujeros. Las partículas se colocarán en los orificios que diseñamos debido a la tensión superficial del agua.

El fenómeno de la tensión superficial del agua mantiene el líquido se derrame por los lados de la taza.

¿Cuáles son las aplicaciones de lo que encontró en su proyecto?

SN: En este momento los experimentos están relacionados principalmente con la investigación fundamental en la que las personas pueden usar estos grupos coloidales como modelos para comprender muchos procesos naturales de autoensamblaje. Nuestra técnica se puede utilizar con una variedad de partículas funcionales para aplicaciones prácticas.

Por ejemplo, la introducción de partículas magnéticas puede permitir la manipulación externa de los grupos. Si combinamos aún más partículas cargadas de fármaco, esto podría usarse en la administración de fármacos para liberar fármacos en un lugar específico para la atención médica personalizada.

¿Cuáles son los próximos pasos para usted?

SN: Todavía estamos investigando estas partículas, demostrando cómo podemos combinar diferentes materiales en varias geometrías para programar una cierta anisotropía, es decir, dependencia direccional. La anisotropía local ha sido bien conocida por ser responsable de los movimientos locales en muchos microobjetos, como las partículas catalíticas de Janus y los flagelos bacterianos. Estamos explorando la capacidad de combinar diferentes propiedades en un solo objeto coloidal y luego hacerlo actuar como un pequeño robot con una entrada de energía externa.

Los próximos resultados prometen ser emocionantes. Con suerte, pronto demostraremos cómo podemos hacer que estas partículas actúen como nadadores, mezcladores y transportadores aleatorios, lo que puede ser muy útil en la investigación biofísica y biomédica.