A manipulação de gotículas está despertando grande interesse em vários campos, incluindo aplicações tecnológicas e estudos básicos em sistemas dinâmicos. A comunidade Lab-on-a-chip e microfluídica está particularmente interessada na manipulação precisa de pequenos volumes de fluidos, microfluídica de gotículas. Uma pesquisa conduzida pelo Grupo de Microfluídicos da UPV / EHU descobriu que um anel superparamagnético se forma espontaneamente em torno de uma gota de água quando um ferrofluido à base de óleo está em contato com a gota sob a influência de um campo magnético e varia de acordo com a força de o campo magnético aplicado.

O anel consiste em um ferrofluido à base de óleo, uma suspensão estável de partículas ferromagnéticas em uma fase de óleo. Aparece espontaneamente devido à interação interfacial óleo-água sob a influência de um campo magnético. "A interação ferrofluido-água se assemelha a um cupcake, com o anel circundante apenas na base da gota, "explicou a professora Ikerbasque Lourdes Basabe, quem lidera o cluster. O anel é análogo a um ímã de anel de matéria mole, "que estabiliza as gotas em uma superfície, e impede que eles se misturem. E essas gotículas de água podem se mover com precisão, deslocando o campo magnético externo, " ela adicionou.

Palestrante da UPV / EHU Fernando Benito-López, o principal pesquisador do cluster, explicou que "sob um campo magnético, as gotículas de água podem ser encapsuladas no ferrofluido, e ser movido remotamente movendo um ímã, graças às propriedades magnéticas do ferrofluido. Mesmo quando dois ou mais cupcakes são mecanicamente unidos, as gotas de água não se misturam, porque seus anéis de ferrofluido se fundem para formar uma barreira física de isolamento. Além disso, como é paramagnético, se o ímã for removido, se o campo magnético for removido, o efeito desaparece, em outras palavras, é uma estrutura comutável, e essas gotas podem ser misturadas desligando o campo magnético. Da mesma forma, este conjunto pode ser formado no topo de um substrato ou, como um cupcake pendurado, na parte inferior de um substrato. "Estas são gotículas de tamanho milimétrico, que contêm volumes em uma escala de microlitro, e "assim, múltiplas possibilidades são abertas para lidar com esses pequenos volumes, " ele adicionou.

Um novo, abordagem vantajosa para microfluídicos de gotículas de superfície aberta

Ambos os pesquisadores afirmam que este achado "torna possível o robusto, manipulação controlável e programável das gotas de água fechadas. Este trabalho abre a porta para novas aplicações em microfluídica invertida ou de superfície aberta, estabelece as bases para novos estudos sobre as interações entre dois líquidos imiscíveis e pode levar a novos estudos, um novo conhecimento relacionado à interação líquido-líquido. Eles também revelam que o uso deste anel para manipular uma gota suspensa é o primeiro exemplo de manipulação magnética de gotas em uma superfície invertida, abrindo assim o caminho para novas aplicações.

Esta é uma pesquisa básica que pode ter aplicações atualmente desconhecidas, mas por enquanto eles listam uma série de possibilidades, como "o desenvolvimento de dispositivos de detecção de líquidos, reações químicas em microescala com pequenas quantidades de reagentes, análise de células individuais, detecção de substâncias em aerossóis, etc. "

Agora, "queremos descobrir o quão pequenas essas gotas podem ser. Gostaríamos de explorar o desenvolvimento de novas tecnologias microfluídicas, em outras palavras, a manipulação de volumes muito pequenos, ou desenvolver os sistemas gerados através deste projeto para produzir dispositivos de análise de fluido com base em propriedades magnéticas, ou pelo menos explorar essas propriedades de alguma forma, " eles disseram.

Os investigadores agradecem o financiamento europeu obtido graças ao projecto europeu MAMI, "uma rede internacional de treinamento para alunos de doutorado, formada por um consórcio de grupos de pesquisa e empresas multidisciplinares de seis países para desenvolver novas tecnologias em torno do uso de materiais magnéticos, o que nos permitiu recrutar pessoas altamente motivadas. "Eles também estão muito satisfeitos que esta grande descoberta tenha sido feita" em um jovem grupo de pesquisa, o que mostra que pesquisas de alto nível podem ser realizadas na UPV / EHU. "