Uma equipe de físicos desenvolveu um método para gerar e auto-organizar líquidos em padrões bem definidos, um avanço que oferece novos caminhos potenciais para o desenvolvimento de produtos farmacêuticos e outros produtos de consumo mais sofisticados.

O procedimento, descrito na última edição da revista Proceedings of the National Academy of Sciences , centra-se na produção de gotas, que são uma mistura de dois ou mais imiscíveis, ou não misturável, líquidos - neste caso, óleo, agua, e álcool. Essas gotas se desmisturam espontaneamente para formar várias camadas em um padrão que é independente do tamanho da gota, mas depende da velocidade de desmistura.

"Nossa compreensão teórica nos permite projetar emulsões que lembram bonecas russas, em seguida, para retirá-los em um passo, ou com espaçamento uniforme, maneiras, "explica Jasna Brujic, professor do Departamento de Física da Universidade de Nova York e autor correspondente. "A capacidade de manipular esses líquidos cria o potencial de desenvolver medicamentos solúveis em água e óleo."

Os outros co-autores do artigo são Pepijn Moerman, um pesquisador do Center for Soft Matter Research da NYU na época do estudo e agora na Utrecht University da Holanda, Eric Vanden-Eijnden, um professor do Courant Institute of Mathematical Sciences da NYU, e Pierre Hohenberg, um professor emérito do Departamento de Física da NYU.

A separação de líquidos é um processo complexo envolvido na organização dos subcompartimentos das células e é vital para a criação de produtos bem conhecidos, como produtos farmacêuticos ou cosméticos, que são compostos por emulsões.

Contudo, desenvolver uniformidade de forma e controlar seu movimento representam desafios científicos - desmisturar líquidos geralmente leva a bolhas de todas as formas, não muito diferente de como as gotas de óleo se espalham em uma variedade de formas e tamanhos em uma panela de água fervente.

Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores colocaram os líquidos em uma geometria confinada - uma gota ou um canudo fino - de forma que a desmistura comece na borda e se propague para dentro. Conforme a onda de desmistura passa, os líquidos segregam em listras, cujo comprimento depende da velocidade da onda e do tempo que leva para o processo de segregação. Ambos os parâmetros podem ser ajustados no experimento, permitindo aos pesquisadores projetar a estrutura interna das emulsões.

O modelo teórico é consistente com os dados, os cientistas observam, e também prevê corretamente a vida útil de cada camada, dando origem a uma liberação gradual de gotículas internas.