Materia activa: los científicos crean ‘gusanos sintéticos’ tridimensionales

Los investigadores de la Universidad de Bristol han hecho un avance en el desarrollo de materiales sintéticos «realistas» que pueden moverse por sí mismos como los gusanos.

Los científicos han estado investigando una nueva clase de materiales llamada «materia activa», que podría usarse para diversas aplicaciones, desde la administración de medicamentos hasta los materiales de autocuración.

En comparación con la materia inanimada, el tipo de materiales inmóviles que encontramos en nuestras vidas todos los días, como el plástico y la madera, la materia activa puede mostrar un comportamiento realista fascinante.

Estos materiales están hechos de elementos que son expulsados ​​del equilibrio por fuentes de energía internas, lo que les permite moverse de forma independiente.

Investigadores de la Universidad de Bristol, en colaboración con científicos en París y Leiden, llevaron a cabo el experimento utilizando partículas especiales del tamaño de micras (una millonésima parte de un metro) llamadas coloides Janus, que se suspendieron en una mezcla líquida.

Luego, el equipo realizó el material activo aplicando un campo eléctrico fuerte y observó los efectos utilizando un tipo especial de microscopio que toma imágenes tridimensionales.

Investigaciones previas en este campo habían utilizado partículas coloides más grandes, pero al escalar los coloides a un tercio de su tamaño, los investigadores de la Universidad de Bristol pudieron experimentar en tres dimensiones y encontrar resultados fascinantes.

Cuando se encendió el campo eléctrico, las partículas coloides dispersas se fusionarían para formar estructuras similares a gusanos, lo que crea un sistema de materia activa sintética completamente tridimensional.

El trabajo de investigación «,»Cadenas de viaje de coloides dipolares activos«ha sido publicado en Cartas de revisión física.

El primer autor, el Sr. Xichen Chao, explicó: «Encontramos la formación de nuevas estructuras fascinantes: filamentos activos impulsados ​​por sí mismos que recuerdan a los gusanos vivos. Luego pudimos desarrollar un marco teórico que nos permitiera predecir y controlar el movimiento del Los gusanos sintéticos se basan únicamente en sus longitudes «.

El coautor profesor Tannie Liverpool agregó: «Si bien las aplicaciones en el mundo real probablemente estén lejos en el futuro, porque estos materiales pueden moverse de forma independiente, eventualmente podría conducir a la capacidad de diseñar dispositivos que muevan independientemente diferentes partes de sí mismos, o el diseño de enjambres de partículas que pueden buscar un objetivo que pueda tener aplicaciones de salud al tener medicamentos y tratamientos específicamente dirigidos «.

Las cadenas de gusano sintéticas descubiertas emergen en condiciones de baja densidad. A densidades más altas, los investigadores encontraron que las partículas formaban estructuras similares a una lámina y de laberinto.

Los académicos de la Universidad de Bristol creen que puede haber varias aplicaciones útiles para el avance, que están investigando ahora con más experimentos y modelos teóricos.