p Uma equipe de cientistas de polímeros e pesquisadores de engenharia da Universidade de Massachusetts Amherst demonstrou pela primeira vez que as posições de minúsculos, plano, objetos sólidos integrados em membranas nanometricamente finas - semelhantes às de células biológicas - podem ser controlados pela variação mecânica das forças elásticas na própria membrana. Este marco de pesquisa é um passo significativo em direção ao objetivo de criar materiais flexíveis ultrafinos que se auto-organizem e respondam imediatamente à força mecânica. p A equipe descobriu que placas sólidas rígidas em membranas de fluido biomimético experimentam interações que são qualitativamente diferentes daquelas de componentes biológicos em membranas celulares. Nas membranas celulares, domínios fluidos ou vírus aderentes experimentam atrações ou repulsões, mas não ambos, diz Weiyue Xin, autor principal do artigo que detalha a pesquisa, que apareceu recentemente em Avanços da Ciência . Mas, para posicionar precisamente objetos sólidos em uma membrana, as forças atrativas e repulsivas devem estar disponíveis, acrescenta Maria Santore, professor de ciência e engenharia de polímeros na UMass. No Laboratório Santore da UMass, Xin usou vesículas unilamelares gigantes, ou GUVs, que são sacos de membrana semelhantes a células, para sondar as interações entre objetos sólidos em uma fina, material em folha. Como células biológicas, As GUVs têm membranas fluidas e têm uma forma quase esférica. Xin modificou as GUVs para que as membranas incluíssem minúsculas, sólido, massas rígidas semelhantes a placas. O time, uma colaboração entre o laboratório Santore e o grupo de teoria Grason no departamento de engenharia e ciência de polímeros da UMass, é o primeiro a mostrar que, ao modificar a curvatura e a tensão da membrana, as massas em forma de placa poderiam ser feitas para atrair e repelir umas às outras. Isso permitiu aos pesquisadores controlar as posições das placas dentro da membrana.

p A tensão da membrana pode ser ajustada mecanicamente, usando uma micropipeta para inflar ou esvaziar a GUV, ou fisicamente, por osmose. Em qualquer caso, quando a membrana está tensionada, as placas planas se atraem progressivamente, formando previsível, arranjos repetíveis. Por contraste, diminuir a tensão faz com que as placas se separem. Em ambos os casos, o movimento e o posicionamento das placas são previsíveis e controláveis.

p Essa capacidade de direcionar o posicionamento das placas em uma membrana é um passo gigantesco para a engenharia de um material que responde a estímulos e pode se auto-organizar de maneiras controláveis ​​e reconfiguráveis. "Nossa pesquisa tem aplicações em nanotecnologia e outras esferas onde é desejável ter aplicações sofisticadas, dispositivos flexíveis que podem responder ao seu ambiente, "diz Xin. Uma aplicação do mundo real da pesquisa da equipe inclui flexibilidade, ultra fino, e reconfigurável, eletrônicos vestíveis.