p Uma chave inglesa ou chave de fenda de tamanho único é útil para alguns trabalhos, mas para um projeto mais complicado, você precisa de um conjunto de ferramentas de diferentes tamanhos. Seguindo este princípio orientador, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia desenvolveram um dispositivo fluídico em nanoescala que funciona como uma "multi-ferramenta" em miniatura para trabalhar com nanopartículas - objetos cujas dimensões são medidas em nanômetros, ou bilionésimos de um metro. p Apresentado pela primeira vez em março de 2009 (consulte "NIST-Cornell Team constrói o primeiro dispositivo nanofluídico do mundo com superfícies 3-D complexas", o dispositivo consiste em uma câmara com uma "escada" em cascata de 30 canais nanofluídicos variando em profundidade de cerca de 80 nanômetros na parte superior a cerca de 620 nanômetros (ligeiramente menor do que uma bactéria média) na parte inferior. Cada um dos muitos "degraus" da escada fornece outra "ferramenta" de tamanho diferente para manipular nanopartículas em um método semelhante a como um classificador de moedas separa níquels, moedas e quartos.

p Em um novo artigo na revista Lab on a Chip , a equipe de pesquisa do NIST demonstra que o dispositivo pode realizar com sucesso o primeiro de um conjunto planejado de tarefas em nanoescala - separar e medir uma mistura de nanopartículas esféricas de diferentes tamanhos (variando de cerca de 80 a 250 nanômetros de diâmetro) dispersas em uma solução. Os pesquisadores usaram eletroforese - o método de mover partículas carregadas através de uma solução, forçando-as para frente com um campo elétrico aplicado - para conduzir as nanopartículas da extremidade profunda da câmara através do dispositivo para os canais progressivamente mais rasos. As nanopartículas foram marcadas com corante fluorescente para que seus movimentos pudessem ser rastreados com um microscópio.

p Como esperado, as partículas maiores pararam ao atingir os degraus da escada com profundidades que correspondiam a seus diâmetros de cerca de 220 nanômetros. As partículas menores se moveram até que, também, foram impedidos de se mover para canais mais rasos em profundidades de cerca de 110 nanômetros. Como as partículas eram visíveis como pontos fluorescentes de luz, a posição na câmara onde cada partícula individual foi interrompida pode ser mapeada para a profundidade do canal correspondente. Isso permitiu aos pesquisadores medir a distribuição dos tamanhos das nanopartículas e validar a utilidade do dispositivo como ferramenta de separação e material de referência. Integrado em um microchip, o dispositivo pode permitir a classificação de misturas complexas de nanopartículas, sem observação, para aplicação subsequente. Esta abordagem pode ser mais rápida e econômica do que os métodos convencionais de preparação e caracterização de amostras de nanopartículas.

p A equipe do NIST planeja projetar dispositivos nanofluídicos otimizados para diferentes aplicações de classificação de nanopartículas. Esses dispositivos podem ser fabricados com resolução personalizada (aumentando ou diminuindo o tamanho do passo dos canais), ao longo de uma determinada faixa de tamanhos de partícula (aumentando ou diminuindo as profundidades máximas e mínimas do canal), e para materiais selecionados (conformando a química da superfície dos canais para otimizar a interação com uma substância específica). Os pesquisadores também estão interessados ​​em determinar se sua técnica poderia ser usada para separar misturas de nanopartículas com tamanhos semelhantes, mas formas diferentes, por exemplo, misturas de tubos e esferas.