p As suspensões coloidais de partículas microscópicas apresentam comportamentos coletivos complexos e interessantes. Em particular, a dinâmica coletiva dos colóides é fundamental e onipresente para a montagem de materiais, movimento robótico, controle microfluídico, e em vários cenários biológicos. A dinâmica coletiva dos colóides confinados pode ser completamente diferente daquela dos colóides livres:por exemplo, colóides confinados podem se auto-organizar em estruturas de vórtice, movimento coerente, ou diferentes comportamentos de fase. Por um lado, devido à complexidade das suspensões coloidais, como sintonizar com precisão a dinâmica coletiva de coloides confinados permanece indefinido. Por outro lado, uma vez que o confinamento em microescala está na mesma escala de comprimento que o tamanho coloidal, é difícil determinar como os coloides interagem entre si e as restrições geométricas. p Para estudar o coletivo coloidal em confinamentos, o trabalho anterior foi focado na visualização microscópica e método de simulação, sem evidência direta para caracterizar a propriedade mecânica da interação coloidal. Essa propriedade mecânica pode ser sondada de forma direta ou expressa como feedback de força em tempo real? Com a ajuda da tecnologia de gating líquido, a resposta pode ser sim. O campo de pesquisa líder "Tecnologia de passagem de líquido" foi selecionado como o "2020 Top Ten Emerging Technologies In Chemistry" anunciado pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC). A tecnologia de passagem de líquido permite que certos líquidos abram e fechem seletivamente os poros sob demanda. Especialmente, membranas de comportas líquidas podem responder a mudanças de pressão, que também indicam a capacidade de transporte de fluido transmembrana. Portanto, utilizando os fluidos de intrusão acionados por pressão como causas eficientes, a mecânica dos colóides confinados pode ser determinada em tempo real. Em um novo artigo de pesquisa publicado no National Science Review , cientistas da Universidade de Xiamen apresentam um novo paradigma do sistema de passagem de líquido que confina a suspensão coloidal magnética em uma matriz porosa. Este sistema coloidal magnético confinado (CMCS) pode sondar as propriedades mecânicas da suspensão coloidal em tempo real, mostrando a capacidade de permitir ou interromper o fluxo em microescala ou manipular dinamicamente o transporte de fluido.

p Interessantemente, parece que "a liberdade não é de graça". Em primeiro lugar, as suspensões coloidais são aprisionadas pela matriz porosa. Contudo, os colóides confinados também estão livres em seu espaço limitado porque sua dinâmica coletiva é amplamente controlável por meio do campo magnético. A configuração coletiva dos colóides confinados é estatística e termodinamicamente caracterizada pela entropia coloidal. Enquanto isso, a interação entre os coloides confinados e a interação entre a suspensão coloidal e as restrições geométricas são indicadas simultaneamente pelo valor da pressão. Notavelmente, a mudança de pressão está em uma relação linear com a mudança de entropia. Ambos são afetados de forma proeminente pelas restrições geométricas, fração de empacotamento de coloides, e as forças e direções dos campos magnéticos. Além disso, como uma prova de conceito, este sistema foi demonstrado para as aplicações de transporte de fluido dinâmico e pré-programado, liberação remota de drogas, lógica microfluídica, e reação química, permitindo um comportamento antivegetativo sustentável.

p Além do campo magnético, a estratégia relatada de regulação de entropia de coloides confinados também é aplicável a outros estímulos externos remotos, como campo acústico, campo de luz, campo elétrico, e assim por diante. Este trabalho iria iluminar a exploração para a pesquisa fundamental da ciência coloidal, e aplicações que variam de transporte de fluidos, separação multifásica, microfluídica lógica, para transporte de carga programável. As descobertas descritas aqui também aprofundariam a compreensão de fenômenos como a inteligência de enxame, coletivo celular, tratamento de poluentes por partículas granulares, e pare e vá no engarrafamento.