As interações hidrofóbicas são um tipo principal de força intermolecular que desempenha um papel vital em muitos processos vitais em Química e Física. Em sistemas biológicos, as interações hidrofóbicas podem estabilizar os núcleos internos das proteínas e formar vesículas lipídicas que armazenam nutrientes em nossas células. as interações hidrofóbicas podem estabilizar os núcleos internos e formar vesículas lipídicas que armazenam nutrientes em nossas células. O que é tão intrigante sobre a interação hidrofóbica é que ela exibe uma propriedade cooperativa chamada cooperatividade, que não existe em outras forças intermoleculares fundamentais, como interações dipolo-dipolo e forças de Van der Waals. Cooperatividade significa que, na presença de várias moléculas (pelo menos mais de duas), a força geral da interação entre as moléculas é muito maior do que quando existem apenas duas moléculas agindo em pares.

Uma grande lacuna no conhecimento do livro sobre interação hidrofóbica e sua cooperatividade, que tem profundas implicações em muitos processos fundamentais na natureza, é:até que ponto a cooperatividade contribui para as interações hidrofóbicas que estabilizam a montagem de macromoléculas? Um obstáculo gigantesco para resolver esse quebra-cabeça de longa data é a extrema dificuldade de quantificar a cooperatividade por meio de experimentos, já que a cooperatividade é originada dos movimentos coletivos das redes de ligações de hidrogênio em torno de solutos hidrofóbicos.

Em uma descoberta, Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong superaram esses desafios projetando um misturador microfluídico inovador que monitora a fluorescência induzida pela agregação hidrofóbica. Este avanço científico não só permite a quantificação da interação hidrofóbica molecular e sua cooperatividade em solução a granel, mas também fornece uma evidência clara e quantitativa para o papel crítico da cooperatividade na agregação hidrofóbica que está sendo consolidada por sua teoria cinética de nucleação-crescimento.

Suas descobertas foram publicadas no jornal Nature Communications em 31 de maio, 2017

"Para quantificar as interações hidrofóbicas, monitoramos em tempo real a agregação hidrofóbica na solução em massa na escala de tempo de microssegundos, "disse o Prof. Xuhui Huang, autor correspondente do manuscrito. "Para alcançar isto, sondamos a fluorescência induzida por agregação após a rápida mistura de água e soluto hidrofóbico usando o dispositivo microfluídico. Em seguida, ajustamos a fluorescência medida à teoria de nucleação-crescimento cinética ".

"O dispositivo microfluídico de última geração nos permite rastrear a agregação da molécula de soluto a muito curto, escalas de tempo de microssegundos devido às dimensões finas do jato de soluto (com diâmetro submicrônico) focado por fluxo microfluídico. Nossos resultados demonstraram que a ligação de um monômero hidrofóbico ao seu agregado na água ocorre em sub-microssegundos. "Prof. Shuhuai Yao, o outro autor correspondente elaborou mais detalhadamente.