p O que um estudante da Universidade da Flórida Central pensava ser um experimento fracassado levou a uma descoberta fortuita aclamada por alguns cientistas como uma potencial virada de jogo para a produção em massa de nanopartículas. p Soroush Shabahang, um estudante de pós-graduação na CREOL (The College of Optics &Photonics), fez a descoberta que poderia, em última análise, mudar a forma como os produtos farmacêuticos são produzidos e entregues.

p A descoberta foi baseada no uso de calor para separar por muito tempo, fibras finas em minúsculas, sementes de tamanho proporcional, que têm a capacidade de manter vários tipos de materiais travados no lugar. O trabalho, publicado na edição de 18 de julho de Natureza , abre a porta para um mundo de aplicativos.

p Craig Arnold, professor associado de Engenharia Mecânica e Aeroespacial na Universidade de Princeton e especialista em interações de materiais a laser que não trabalhou no projeto, disse que ninguém mais no campo foi capaz de realizar essa façanha.

p Com um novo método não químico de criação de partículas idênticas de qualquer tamanho em grandes quantidades, "as aplicações possíveis dependem da sua imaginação, "Disse Arnold.

p A perspectiva mais imediata é a criação de partículas capazes de entrega de drogas que poderiam, por exemplo, combinar diferentes agentes para combater um tumor. Ou poderia combinar um componente de liberação de tempo com medicamentos que só serão ativados quando atingirem seu alvo - as células infectadas.

p "Com essa abordagem, você pode fazer uma estrutura muito sofisticada sem mais esforço do que criar as estruturas mais simples, "disse Ayman Abouraddy, professor assistente da CREOL e mentor e conselheiro de Shabahang. Abouraddy passou sua carreira, primeiro no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e agora na UCF, estudar a fabricação de fibras multimateriais.

p A técnica depende do calor para quebrar as fibras derretidas em gotas esféricas. Imagine água pingando de uma torneira. As fibras de vidro são talvez mais conhecidas como cabos cilíndricos que transmitem informações digitais por longas distâncias. Por ano, os cientistas têm procurado maneiras de melhorar a pureza das fibras de vidro para permitir uma maior rapidez, transmissão de ondas de luz sem interrupções.

p Shabahang e seu colega estudante de graduação Joshua Kaufman estavam trabalhando em um projeto assim, aquecimento e alongamento da fibra de vidro em uma máquina de afilamento caseira. Shabahang notou que, em vez do resultado desejado de tornar o centro do cabo mais fino, o material realmente se partiu em múltiplas esferas em miniatura.

p "Foi uma espécie de fracasso para mim, "Shabahang disse.

p Contudo, quando Abouraddy ouviu o que tinha acontecido, ele soube imediatamente que esse "erro" era um grande avanço.

p Enquanto estava no MIT, Abouraddy e seu mentor, Yoel Fink, professor de ciência dos materiais e atual diretor do Laboratório de Pesquisa de Eletrônica do MIT, disseram que foram informados por um teórico que a fibra óptica derretida deve se alinhar com um processo conhecido como instabilidade de Rayleigh, o que explica o que faz com que uma corrente de fluido em queda se quebre em gotículas.

p No momento, o grupo MIT estava focado na produção de fibras contendo vários materiais. A equipe produziu fibras aquecendo um modelo em escala chamado de "pré-forma" e esticando-o, da mesma forma que o caramelo é feito. O processo é conhecido como desenho térmico.

p O experimento de Shabahang mostra que aquecendo e, em seguida, resfriando fibras multimateriais, o teórico tornou-se realidade. Partículas uniformes que se parecem com gotículas são produzidas. Além disso, Shabahang demonstrou que uma vez que as esferas se formam, materiais adicionais podem ser adicionados e travados no lugar, como blocos de construção de LEGO, resultando em partículas com sofisticadas estruturas internas.

p Especialmente significativa é a criação de partículas de "bola de praia" consistindo de dois materiais diferentes fundidos de forma alternada, semelhantes às listras em uma bola de praia.

p Kaufman, Shabahang e Abouraddy contribuíram para o Natureza artigo, além de Guangming Tao da CREOL, UCF; Esmaeil-Hooman Banaei do Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação, UCF; Daosheng S. Deng, Departamento de Engenharia Química, MIT; Xiangdong Liang, Departamento de Matemática, MIT; Steven G. Johnson, Departamento de Matemática, MIT; e Yoel Fink do MIT.